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El sacerdote Georges Lemaître, el padre del Big Bang que hizo cambiar de opinión a Einstein

El físico y matemático belga, que aunó ciencia y fe en sus trabajos, fue el primero que habló del origen del universo en expansión y con un pasado infinito

Georges Lemaître
Foto del sacerdote, físico y matemático belga, Georges Lemaître.

Ciencia y fe no suelen casar muy bien, pero hay excepciones, como la del científico y sacerdote católico belga Georges Lemaître, que no solo supone un ejemplo reconocido por la comunidad científica, sino que con gran humildad fue capaz de corregir al mismísimo Albert Einstein. Estamos hablando del padre de la teoría del Big Bang que intentaba demostrar el origen del universo.

Sin renunciar a su fe católica, Lemaître habló de un pasado infinito del universo pero que no entraba en contradicción con su creencia de un Dios creador del mundo, ya que tanto Aristóteles como santo Tomás de Aquino habían mostrado que un universo creado no necesita un comienzo en el tiempo.

Su precocidad para la ciencia, destacando en matemáticas y física, fue paralela a su vocación, ya que a los 9 años decidió que sería sacerdote. Logró ambas cosas gracias al consejo de su padre para que primero estudiara y después se ordenara sacerdote. Consiguió becas, viajó por el mundo y obtuvo reconocimientos, pero su humildad permitió que los honores y la fama de sus hallazgos y contribuciones a la astronomía y la astrofísica se los llevaran otros.

Tal vez la definición más precisa sobre Lemaître y sus descubrimientos la dio el mismo Albert Einstein al escucharlo en una conferencia en California. Puesto en pie, afirmó que la teoría del origen del universo “es la explicación más bella y satisfactoria de la Creación que alguna vez he escuchado”.

Georges Henri Joseph Édouard Lemaître nació, un 17 de julio de 1894, en la localidad belga de Charleroi. Era el mayor de cuatro hermanos y desde muy pequeño dio muestras de su precocidad en matemáticas y física pero también en su vocación personal, al anunciarles a sus padres con nueve años que quería ser sacerdote.

Animado por su padre, Georges Lemaître se decidió primero a estudiar antes de entrar en el seminario, y se matriculó en la Escuela Superior Jesuita del Sagrado Corazón en Charleroi, donde destacó en química, física y matemáticas. En 1910, el padre consiguió un nuevo trabajo y trasladó a la familia a Bruselas. El joven Lemaître, ya con 16 años, se matriculó en otra escuela jesuita, el Colegio Saint Michel, donde sus maestros descubrieron sus habilidades excepcionales en matemáticas y físicas.

Aunque todavía le gustaba la idea de convertirse en sacerdote, Georges decidió estudiar ingeniería en lugar de teología. En 1911 ingresó en la Universidad Católica de Lovaina para estudiar una carrera en ingeniería y en julio de 1913 obtuvo la diplomatura y comenzó a realizar prácticas como ingeniero de minas.

La Primera Guerra Mundial le obligó a detener sus estudios y sirvió como voluntario en el ejército belga, alcanzando el rango de sargento mayor. Fue condecorado con la medalla de la Cruz de Guerra por su valentía, pero las atrocidades que contempló acrecentaron su vocación sacerdotal, además de ser expulsado de alguna misión después de decirle al instructor que sus cálculos balísticos estaban equivocados. Algún compañero recordaría después que su vocación de fe y de ciencia iban tan en paralelo que igual se le veía en el frente leyendo el libro del Génesis de la Biblia como artículos de ecuaciones de físicos franceses.

Retomó sus estudios y en 1920, a la edad de 26 años, fue galardonado con la más alta distinción, un doctorado en Ciencias Matemáticas por su tesis ‘La aproximación de funciones reales de varias variables’. Georges Lemaître también obtuvo un bachillerato en filosofía basada en el sacerdote italiano del siglo XIII santo Tomás de Aquino.

Su siguiente paso fue comenzar los pasos para convertirse en sacerdote ingresando en la Casa de Saint Rombaut en octubre de 1920. Sus profesores, al señalar su continuo interés en las matemáticas y la física, sugirieron que estudiara el trabajo de Albert Einstein. Lemaître así lo hizo, aprendiendo sobre el cálculo del tensor y la relatividad general de los libros escritos por el famoso astrónomo matemático Arthur Eddington.

En 1922, Lemaître presentó una tesis, ‘La Física de Einstein’, que le valió una beca del gobierno belga y aceptó la posibilidad de ir a la Universidad de Cambridge (Inglaterra) como investigador de astronomía. Casi de forma paralela fue ordenado sacerdote en septiembre de 1923, a la edad de 29 años. Sin embargo, en lugar de ejercer como sacerdote en una parroquia o en un colegio, Lemaître utilizó la beca para estudiar la relatividad general y trabajar personalmente con Eddington, quien le sugirió a Lemaître que comenzara a trabajar en un doctorado sobre el universo.

Eddington le pidió a Lemaître que aplicara las reglas de la relatividad general a los contenidos de su trabajo y que viera cuál era el resultado: Lemaître descubrió dos soluciones al problema de Eddington: la primera consistía en una propuesta que hizo Einstein en 1917 de un universo cerrado, estable y estático cuya densidad de masa de energía es constante; la segunda tenía que ver con la propuesta de Willem de Sitter, también en 1917, de un universo cuyo comportamiento a gran escala está dominado por la constante cosmológica (la densidad de energía del espacio vacío).

Georges Lemaître cruzó el Atlántico para llevar a cabo investigaciones en la Universidad de Harvard y también se inscribió como alumno para un doctorado en Físicas en el MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts). Durante su estancia en Estados Unidos viajó mucho y conoció a los astrónomos y físicos más importantes del país, incluidos Forest Ray Moulton, William Duncan MacMillan, Vesto Slipher, Edwin Hubble y Robert Millikan.

Georges regresó a Bélgica en el verano de 1925 y, apoyado y recomendado por Eddington, fue nombrado profesor asociado de matemáticas en la Universidad Católica de Lovaina. En 1927 defendió su tesis en el MIT: ‘El campo gravitacional en una esfera fluida de densidad invariante uniforme según la teoría de la relatividad’.

En este nuevo papel de investigador y divulgador, Georges Lemaître reralizó la derivación de lo que ahora se conoce como la Ley de Hubble, que relata la velocidad con la que una galaxia se aleja y su distancia. A la famosa Conferencia Solvay de 1927 asistieron la mayoría de los principales físicos. Einstein también acudió y habló con Lemaître diciéndole que las ideas que defendía ya habían sido presentadas por Friedmann en 1922, y también le dijo que aunque pensaba que sus soluciones a las ecuaciones de la relatividad general eran matemáticamente correctas, presentaba una solución que no era factible físicamente. Concretamente, Einstein le dijo: “Tus cálculos son correctos, pero tu comprensión de la física es abominable”.

Einstein no estaba solo al encontrar inaceptables las ideas de Lemaître; más bien era la opinión de casi todos los científicos. Sin embargo, en 1929 Hubble publicó un trabajo que presentaba una evidencia mayor de un universo en expansión, contradiciendo la teoría entonces aceptada de un universo estático.

Eddington y otros miembros de la Royal Astronomical Society comenzaron a trabajar para tratar de resolver el problema originado por la discrepancia entre la teoría y la observación, con una parte de la teoría de Lemaître que los científicos, incluido Eddington, encontraron imposible de aceptar, como era que el universo tuvo un comienzo en un tiempo finito en el pasado como defiende la religión católica en el libro del Génesis.

Lemaître respondió a las objeciones contra su teoría en un documento publicado en la revista ‘Nature’ en mayo de 1931. “Si el mundo ha comenzado con un solo quantum, las nociones de espacio y tiempo no tendrían ningún significado al principio; solo comenzarían a tener un significado sensible cuando el quantum original se hubiera dividido en un número suficiente de quanta. Si esta sugerencia es correcta, el comienzo del mundo ocurrió un poco antes del comienzo del espacio y el tiempo”. En realidad, Lemaître siempre expresó que era importante mantener una separación entre las ideas científicas y las creencias religiosas sobre la creación.

Esta fue la primera formulación explícita de la teoría del Big Bang, actualmente aceptada y en aquel momento también aceptada por la mayoría de científicos y a la que Georges llamó “Teoría del átomo primigenio”. En 1933, Einstein y Lemaître ofrecieron una serie de conferencias en California. Después de escuchar a Lemaître explicar su teoría en uno de estos seminarios, Einstein se puso de pie y dijo: “Esta es la explicación más bella y satisfactoria de la Creación que alguna vez he escuchado”.

Georges Lemaître
Albert Einstein y Georges Lemaitre

Las ideas de Georges Lemaître llegaron a la prensa popular, que lo describió como el cosmólogo líder del momento. Un artículo en el ‘New York Times’ mostró una fotografía de él con Einstein con la leyenda: “Tienen un profundo respeto y admiración el uno por el otro”, y es que el hecho de que Lemaître fuera tanto un científico como un sacerdote católico formaba parte de la fascinación que tenía la prensa popular, hasta el punto de que un periodista escribió de él: “No hay conflicto entre religión y ciencia, repite Lemaître una y otra vez... Su punto de vista es interesante e importante no solo porque sea un sacerdote católico, ni uno de los principales matemáticos y físicos de nuestro tiempo, sino porque él es ambas cosas”.

El mayor opositor a la hipótesis de Lemaitre fue el astrónomo inglés Fred Hoyle, uno de los arquitectos del modelo del Estado Estacionario. De hecho fue él quien le dio su nombre a la teoría del Big Bang en una entrevista de radio para la BBC y lo hizo de modo despectivo.

Para el sacerdote belga Georges Lemaître, la historia del universo se divide en tres periodos: el primero es llamado “la explosión del átomo primitivo”, según la cual hace 5.000 millones de años existía un núcleo de materia hiperdensa e inestable que explotó bajo la forma de una super-radiactividad. Esta explosión se propagó durante mil millones de años y los astrónomos perciben sus efectos en los rayos cósmicos y las emisiones X.

“¿Podría, acaso, la Iglesia tener necesidad de la ciencia? No; la cruz y el Evangelio le bastan. Pero al cristiano nada humano le es ajeno. ¿Cómo podría desinteresarse la Iglesia de la más noble de las ocupaciones estrictamente humanas, la investigación de la verdad?”

Después viene el periodo de equilibrio o el universo estático de Einstein. Afirma que finalizada la explosión, se establece un equilibrio entre las fuerzas de repulsión cósmicas en el origen del acontecimiento y las fuerzas de gravitación. Es durante esta fase de equilibrio que dura 2.000 millones de años, cuando se forman los nudos y dan nacimiento a las estrellas y galaxias.

Finalmente, siguen los periodos de expansión, iniciados hace 2.000 mil millones de años, que demostrarían que el universo se encuentra en expansión a una velocidad de 170 kilómetros por segundo de manera indefinida.

En 1948, George Gamov propuso una nueva descripción del comienzo del universo; y aunque es considerado hoy como el padre de la teoría del Big Bang, las líneas maestras estaban ya presentes de una forma muy clara en la cosmología del Lemaître.

El reconocido sacerdote belga obtuvo distintos cargos en la Academia Pontificia de las Ciencias, siendo asesor personal del papa Pío XII y presidente de la misma en 1960. En 1979, durante el discurso del Papa san Juan Pablo II a la Pontificia Academia de las Ciencias con motivo de la conmemoración del nacimiento de Albert Einstein, citó algunas palabras de Lemaître sobre la relación entre la Iglesia y ciencia:

“¿Podría, acaso, la Iglesia tener necesidad de la ciencia? No; la cruz y el Evangelio le bastan. Pero al cristiano nada humano le es ajeno. ¿Cómo podría desinteresarse la Iglesia de la más noble de las ocupaciones estrictamente humanas, la investigación de la verdad?”

Al final de su vida, Georges Lemaître se dedicó cada vez más a los cálculos numéricos. Su interés por las incipientes computadoras y la informática terminó por fascinarlo completamente.

Murió en la ciudad belga de Lovaina, el 20 de junio de 1966, a los 71 años, dos años después de conocer la noticia del descubrimiento de la radiación de fondo de microondas cósmicas, que constituía la prueba definitiva de su fundamental teoría astronómica del Big Bang.

El nombre en un cráter en la Luna y en un vehículo espacial de la Agencia Espacial Europea (el ATV5), que ya ni tan siquiera existe, son dos casi insignificantes reconocimientos para la talla humana y su aportación al entendimiento del origen del universo que nos acoge.

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