La realidad en contra del sentido común

El sentido común, ese gran invento para decidir qué hacer rápidamente o justificar lo hecho, que parece apelar a un comportamiento democrático de la realidad. Si todos o una mayoría piensan que algo es así, debe ser así. ¿Quién le va a quitar la razón a un (ex)presidente del Gobierno que dice que lo que hace es de sentido común? Pero las matemáticas no son democráticas, la física tampoco, y la realidad, por extensión, está muy lejos de comportarse como nosotros pensamos que debería hacerlo basado en nuestra muy limitada y sesgada experiencia. La intuición falla a veces. Contamos aquí una propiedad del universo que va en contra del sentido común. Hay más, pero esta ya es bastante alucinante, un buen comienzo para tratar estos temas.

Empezamos el ataque a nuestro sentido común con conceptos muy básicos y un viaje. Me encuentro en frente de la Sagrada Familia de Barcelona, al pie de esta imponente y hermosa obra de arte arquitectónica. Me da tortícolis solo de pensar en intentar verla por completo mirando hacia arriba desde la puerta principal. Ocupa casi todo mi campo de visión, únicamente con un objetivo gran angular podría hacerle una foto; ni siquiera con un ojo de pez. Quiero verla mejor, me alejo un poco para tener mejor perspectiva. Para poder hacer una foto con mi móvil, me alejo un poquito más. Cuanto más lejos estoy, más pequeña parece la gran basílica. Sentido común: las cosas parecen más pequeñas cuanto más lejos están. Presentado de una manera un poco más matemática, el ángulo que forman o, mejor dicho, subtienden dos segmentos que parten de los extremos de un objeto y se juntan en un punto, mi ojo, es cada vez más pequeño cuanto más largos son los segmentos. Es lo que se llama tamaño angular, y el de la catedral o el de cualquier otra cosa disminuye cuando me alejo. ¿Es esto siempre verdad? Me quedo sin artículo si la respuesta es sí, así que, obviamente, es mentira: no siempre las cosas más lejanas parecen más pequeñas. De hecho, a partir de una distancia (de dimensiones astronómicas), cuanto más te alejas, más grandes parecen, el ángulo que subtienden crece con la distancia. ¡Imposible! Pues no, lo explico.

Empecemos presentando a la galaxia de Andrómeda, nuestra hermana mayor, que cuenta con un tamaño el doble que el nuestro, unos 220.000 años luz, más concretamente. Hoy la vemos (con telescopios, el ojo no nos da para verla completa) con un tamaño angular en el cielo unas seis veces más grande que el Sol.

Andrómeda se nos queda pequeña, pasemos a hablar de algo más grande, ¡lo más grande conocido! Si queremos ver todo el universo hoy, al menos el accesible para nosotros, el llamado universo observable, tenemos que mirar en todas direcciones del cielo, nos rodea. Ahora bien, como el universo se ha estado expandiendo durante todo el tiempo transcurrido desde el Big Bang, nuestro universo observable, que tiene unos 90.000 millones de años luz de diámetro, era más pequeño en el pasado. Mil cien veces más pequeño cuando tenía 370.000 años. Si seguimos yendo hacia atrás, todo nuestro universo observable de hoy tenía un tamaño de 220.000 años luz no mucho más tarde de cumplir su primer año de edad (nota para puntillosos: no he dicho que todo el universo tuviera ese tamaño). En ese momento no existía Andrómeda, ni galaxias, ni siquiera el oxígeno que respiramos o el carbono de nuestro ADN. Solo había, contando únicamente la materia que más nos gusta, protones, electrones, núcleos de helio, unos poquillos de litio, y cantidad de fotones chocando con todo lo que se meneaba. En ese momento, por tanto, un año después del Big Bang, el tamaño de nuestra Andrómeda era igual que el de todo el universo que conocemos hoy. Si hubiera existido nuestra galaxia hermana, hubiera ocupado todo el cielo para un observador de entonces. Lo que hoy vemos con un tamaño angular que podemos tapar con dos dedos hubiera cubierto la bóveda celeste completa. Un objeto de exactamente el mismo tamaño físico que existiera un año después del Big Bang se vería hoy más grande en el cielo aún estando más lejos. Ese objeto habría crecido hoy al tamaño del universo observable, ¡ya no sería como la Andrómeda actual! Un poco lioso, pero es que el hecho de que el universo se expanda, que la distancia a Andrómeda hoy mañana sea cinco millones de kilómetros más grande porque el espacio-tiempo cambia, también es un poco anti sentido común.

“Esto te lo has inventado, tiene que ser mentira, no es de sentido común”. Buen pensamiento para un escéptico, y todo científico debe serlo. Pero en ciencia incluso para decir que algo es mentira debes aportar pruebas (que se lo pregunten también a los que salen en las noticias estos días). Una sola que aportes, y será verdad que es mentira. Ahora bien, los resultados de varios experimentos astronómicos apoyan esta propiedad alucinante de un universo en expansión.

La clave de estos experimentos es encontrar una buena regla que haya existido durante miles de millones de años, algo que no haya cambiado de tamaño durante los eones que las galaxias han visto pasar desde que empezaron a existir. No es fácil encontrar esa regla universal, nunca mejor dicho; no nos valen bernabéus ni torres Eiffel, ni el río Sella, como nos decía Eva. Esa regla cósmica, tendiendo a ser eterna (que haya estado ahí desde que el tiempo existe, porque el tiempo puede que en algún momento no existiera), debe además ser muy brillante para poder verla a grandes distancias; y de un tamaño considerable, que tampoco sea extremadamente difícil distinguirla en un amplio rango de distancias.

Parece mentira, pero una regla así se encuentra en algo que no podemos ver directamente porque nada, ni incluso la luz, escapa de su campo gravitatorio. Estamos hablando de agujeros negros, y no de cualquiera, sino de los más grandes existentes. Estos agujeros negros súpermasivos, que es como los llamamos, a veces captan material circundante y, antes de comérselo, lo ponen a temperaturas de millones de grados, por lo que se vuelve ultrabrillante. Son los conocidos como quásares. El núcleo del quásar, la parte más interna de esos monstruos cósmicos, es de un tamaño bastante compacto, unos 36 años luz. Esa es más o menos la distancia a la estrella Arturo, pero dentro de esa zona para un agujero negro supermasivo hay una masa equivalente a centenares de millones de soles, en vez de unas decenas, como en el caso de nuestra vecindad solar. El tamaño preciso del núcleo del quásar es bastante predecible, así que parecen ser una buena regla cósmica. Observando estos objetos, muy brillantes y detectables hasta los confines del universo, hemos encontrado que cuanto más lejos están, más pequeño es su tamaño angular, como mandan nuestros cánones, pero solo hasta unos 40.000 millones de años luz. Los núcleos compactos de quásar que están más allá de esa distancia de repente empiezan a parecernos más grandes, en contra del sentido común, pero atendiendo a las leyes físicas del universo.

Concluimos que a veces hay que separarse de las cosas para ver su grandeza, y que no hay tal cosa como el sentido común, cualquier evento del universo, o de la misma Tierra o de nuestro país, puede parecernos normal o, en cambio, imposible. Pero solo porque en gran parte nuestra experiencia y entendimiento de la realidad es (¿muy?) limitada, necesitamos abrir los ojos hacia lo que nos parece irracional, asimilarlo, interpretarlo y usarlo adecuadamente.

Pablo G. Pérez González es investigador del Centro de Astrobiología, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA)

Vacío Cósmico es una sección en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista científico sino también filosófico, social y económico. El nombre “vacío cósmico” hace referencia al hecho de que el universo es y está, en su mayor parte, vacío, con menos de un átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos por metro cúbico, lo que invita a una reflexión sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La sección la integran Pablo G. Pérez González, investigador del Centro de Astrobiología; Patricia Sánchez Blázquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiología.

Puedes seguir a MATERIA en Facebook, Twitter e Instagram, o apuntarte aquí para recibir nuestra newsletter semanal.