Cosmos: el arte de especular seriamente

Nuestra imaginación es muy tímida cuando intentamos diseñar el futuro o la estructura general del Universo. La ciencia ficción nos ayuda un poco, pero a menudo olvida las limitaciones de la física o la lógica. El método más interesante para abordar estas «grandes preguntas» es, en última instancia, el que permite cualquier hipótesis, pero teniendo en cuenta, en el mejor de los casos, lo que la ciencia nos enseña y lo que considera posible.

Muchos científicos se han involucrado en este juego de especulación académica: Nikolai Kardashev, Freeman Dyson, Carl Sagan, Lee Smolin, Roger Penrose, etc. -, y esto resultó en una literatura bastante voluminosa, a veces técnica, pero asombrosa e intoxicante en muchos aspectos. Estas exploraciones y extrapolaciones hacen que ciertas mentes sean reacias a los aullidos: no ven nada relevante y se dejan llevar si se afirma que tales ejercicios son una forma legítima de investigación científica. Si es su sensibilidad, siga su camino, porque el libro que analizaremos conduce a los límites de la física, el razonamiento y quizás incluso la razonabilidad.

Clément Vidal es filósofo de ciencia e investigador en la Vrije Universiteit de Bruselas. Acaba de publicar un libro cuyo título es todo un programa: El principio y el fin: el significado de la vida en una perspectiva cosmológica. Conociendo y dominando la literatura sobre las cuestiones de origen, el futuro último del Universo y las concepciones generales del mundo formuladas por la cosmología y los filósofos, presenta un panorama organizado de posibles respuestas a las grandes preguntas que la humanidad siempre ha planteado. Por supuesto, estas preguntas principales han sido abordadas por las religiones, pero aquí el enfoque no es dogmático y consiste en intercambiar argumentos racionales y contradictorios.

Una parte importante del libro de C. Vidal en el que nos vamos a centrar trata un problema específico: las leyes de la física condenan irreparablemente la vida a desaparecer ?

La segunda ley de la termodinámica, que la entropía de cualquier sistema cerrado inevitablemente aumenta, como resultado, todo en el Universo eventualmente igualará en calor en lo que se conoce como «muerte térmica», estado estabilizado y uniforme que, por supuesto, prohíbe persistencia de seres vivos y, por lo tanto, de seres humanos. Hagamos lo que hagamos, desapareceremos, parece afirmar la termodinámica.

Aunque discutido, ¿debería considerarse el Universo como un sistema cerrado? ? -, este fin programado de la humanidad, que encontramos en forma de muerte térmica o en otras formas en la mayoría de los modelos cosmológicos, no debería preocuparnos ?

Sin duda como provocación, C. Vidal explica que no podemos ser indiferentes a esto. De la misma manera que por las consecuencias del calentamiento global o el desequilibrio de las cuentas de los fondos de pensiones, para C. Vidal, no sentirse preocupado por lo que sucederá con la humanidad y la vida, incluso en el futuro muy distante, es una forma de inmoralidad.

Civilizaciones avanzadas?

Donde su actitud difiere de la que se muestra con mayor frecuencia es cuando anuncia que la pregunta puede no estar fuera de nuestro control. Su opinión se basa en la consideración de la escala de Nikolai Kardashev complementada por la de John Barrow. Estos son dos métodos para clasificar futuras civilizaciones tecnológicas (o presentes, pero aún no descubiertas) de acuerdo con su progreso.

En un artículo publicado en 1964, el astrónomo soviético N. Kardashev clasificó las civilizaciones tecnológicas en tres niveles, en función de las cantidades de energía que controlan. Las civilizaciones tipo I en esta escala controlan y usan toda la energía producida por su planeta; Todavía no estamos allí ! Las civilizaciones tipo II acceden a toda la energía de una estrella como nuestro sol. Las civilizaciones tipo III tienen y usan toda la energía contenida en una galaxia. Estamos muy lejos de eso !

En 1998, John Barrow, cosmólogo y astrofísico de la Universidad de Cambridge, propuso otra clasificación independiente y complementaria, basada en el tamaño de los objetos que una tecnología determinada puede controlar.

Hay siete niveles. En el nivel I, una civilización domina objetos del tamaño de sus individuos: hogares, vehículos, etc. Aquí estamos. El nivel II corresponde a un dominio de los componentes básicos de sus individuos (órganos, células, genes) que uno se vuelve capaz de trasplantar, reemplazar, seleccionar y manipular. Llegamos allí. El Nivel III imagina una capacidad de acción molecular que permite conocer o crear materiales de todo tipo al asociar moléculas. Hemos dado algunos pasos en esta dirección. El nivel IV es el de la transición a la escala atómica: la ciencia, que se ha convertido en maestra de las nanotecnologías, diseña y construye pequeños objetos artificiales, átomos por átomos, y crea, por ejemplo, formas artificiales de vida. Lo pensamos !

El nivel V alcanza el núcleo de los átomos y sus componentes, que se vuelven manipulables. El nivel VI domina las partículas más básicas de la materia, quarks y leptones, lo que permite la creación de nuevos conjuntos complejos. Estamos lejos de eso. El último nivel, Omega, corresponde a una dominación total de todas las estructuras básicas del espacio y el tiempo. Ni siquiera sabemos cómo imaginar claramente lo que significa.

En el curso de estas dos escalas, imaginemos varias etapas. Consideraremos tres de ellos estudiados y descritos en el libro de C. Vidal: las esferas clásicas de Dyson; las hipotéticas civilizaciones «estrellas», tal vez observables en este momento; Las civilizaciones muy especulativas que crean universos y están sujetas a mecanismos de selección darwinianos a escala cosmos.

Una esfera Dyson es una estructura prevista en 1960 por el famoso físico estadounidense Freeman Dyson, en un artículo en la revista Science. Se inspiró en una novela de ciencia ficción publicada en 1937 por Olaf Stapleton llamada Star Maker. Nunca afirmó ser el inventor de la idea, aunque hoy lleva su nombre.

El propósito de estas estructuras es capturar la mayor parte de la energía de la radiación de una estrella. La idea de un caparazón esférico hueco que rodea a la estrella, a menudo retenido en los libros de ciencia ficción, es, por supuesto, la más natural. Sin embargo, como señala el propio F. Dyson, es físicamente imposible: la fuerza de atracción de la estrella haría que colapsara. Sin dar muchos detalles, F. Dyson está pensando más bien en una colección de una gran cantidad de objetos que orbitan la estrella en cuestión, todos los cuales ocultan la estrella y capturan todas sus emisiones, o al menos en parte importantes.

Una civilización exitosa en la construcción de tal conjunto sería una civilización de tipo II en la escala de N. Kardashev. El espectro emitido por tal esfera, que absorbe la mayor parte de la radiación de la estrella envuelta, sería necesariamente muy diferente de los espectros conocidos de estrellas desnudas. Por lo tanto, podríamos detectarlos desde muy lejos. Para F. Dyson, se deben buscar emisiones infrarrojas de estas esferas hipotéticas para detectar otras posibles civilizaciones. La idea ha sido seguida varias veces. En particular, la investigación realizada por Fermilab en los Estados Unidos, que exploró 250,000 fuentes de emisiones, llevó en 2009 a identificar 17 fuentes infrarrojas compatibles con lo que uno imagina que produciría una esfera Dyson. Pero todavía no se ha confirmado que provenga de una civilización extraterrestre.

Capturar la energía emitida por una estrella, sin dejar escapar demasiado, está bien, pero el material de una estrella también es energía. Además, imaginamos que una civilización de nivel V avanzado en la escala de J. Barrow, que domina los estados de la materia muy densos, quisiera aprovecharla rápidamente sin tener que esperar los miles de millones de años necesarios para la emisión natural de la estrella. . ¿Podemos idear otros medios para usar rápida y eficientemente la energía de una estrella y que una civilización avanzada adoptaría? ? Es una idea que C. Vidal está estudiando en detalle.

La observación de ciertos sistemas astronómicos dobles, en particular con un agujero negro y otra estrella, sugiere preguntas interesantes sobre este tema. La estrella es absorbida por un mecanismo de acreción progresivo y a veces irregular, como si fuera pilotado. El conjunto proporciona acceso a una parte significativa de la energía de la estrella sin esperar a que se libere por emisión espontánea. Además, algunos sistemas duales emiten chorros de material y radiación como si estuvieran evacuando algún tipo de desperdicio. ¿No se vería así la forma óptima del consumo de energía de una estrella? ? El material se usaría poco a poco, y lo que se expulsa correspondería a la evacuación de la entropía. C Vidal insiste en la analogía termodinámica entre dicho sistema y el metabolismo de los seres vivos que conocemos.

Por supuesto, para llegar a tales formas, la vida hipotética que constituye estos sistemas dobles sería muy diferente de la de la Tierra, basada en la química del carbono. El propio F. Dyson y otros han sugerido durante mucho tiempo que la vida podría existir en formas muy diferentes a las nuestras. No es absurdo imaginar tipos de vida tan exóticos, que precisamente las civilizaciones avanzaron en la escala de J. Barrow dominarían y crearían.

La existencia de estos sistemas vivos que funcionan con una tasa de tiempo significativamente más rápida que la nuestra, a una temperatura más alta y que utilizan un material más denso que el de la Tierra, es obviamente especulación. Merece ser aclarado, pero ¿por qué prohibirlo? ? C. La sugerencia de Vidal de que algunos sistemas binarios observados durante mucho tiempo por nuestros telescopios tienen propiedades termodinámicas que evocan que los sistemas vivos podrían ser civilizaciones avanzadas, por lo tanto, no es más absurdo que las esferas de F. Dyson.

C. Vidal propone nombrar «starivores» a estas civilizaciones que se comen las estrellas. Otra indicación que plantea a favor de la idea que hemos visto durante mucho tiempo estas estructuras artificiales se basa en la gran variedad de sistemas dobles conocidos. Incluso hoy, descubrimos sistemas binarios que vienen en formas inesperadas… como cuando descubrimos nuevos seres vivos en la Tierra !

Una característica de todos los seres vivos es que manipulan la información. Esto está en el corazón de su reproducción (información genética), su acción sobre su entorno (la información en el trabajo en nuestro sistema nervioso, en la organización social y en la circulación del conocimiento científico). La prueba final del descubrimiento de civilizaciones extraterrestres solo se establecerá cuando hayamos podido demostrar que dichos sistemas de procesamiento de información están presentes en objetos celestes que sospechamos que están vinculados a inteligencias diferentes a las nuestras. Aún no estamos allí !

Entre las posibles pruebas para establecer la existencia de starivores, C. Vidal imaginó una bastante simple. Una vez que se consume la estrella, dicha civilización tendría que moverse hacia una nueva estrella cercana para explotarla. Si observamos un cuerpo muy denso alejándose de un sistema binario agotado o casi agotado en dirección a la estrella vecina, ¿no deberíamos concluir que estamos lidiando con tal civilización, que se está moviendo hacia su presa? ?

Otra idea loca, pero que un especulador determinado debe estudiar, se refiere a civilizaciones de un nivel aún más alto: civilizaciones que crean nuevos universos.

La cosmología prevé que cuando se forma un agujero negro, es una puerta a un nuevo universo que podría abrirse. La separación completa entre el interior del agujero negro y el universo donde se forma evoca la creación de una burbuja de jabón que escapa de una superficie plana sobre la que se sopla. La burbuja se apaga y desaparece, independiente, separada de cualquier contacto causal con la superficie de la que proviene. Por supuesto, este proceso de paternidad de un universo infantil puede continuar, y el universo infantil dará a luz a otros universos infantiles, y así sucesivamente.

Tomando la analogía con el mundo vivo, el físico teórico estadounidense Lee Smolin propuso en 1992 la idea de que estos engendros podrían dar lugar a una forma de selección natural. La idea de un darwinismo cósmico con respecto a los agujeros negros parece impactante, pero se mantiene, porque desde un padre del universo hasta sus descendientes, es natural imaginar ciertas variaciones (son necesarias para que haya selección): las constantes físicas, por ejemplo, no son lógicamente impuesto. Durante mucho tiempo, hemos planteado la idea de que podrían variar con el tiempo o, y esto es lo que nos interesa aquí, que podría haber universos con constantes fundamentales diferentes a las nuestras.

El razonamiento «darwiniano», que explica ciertas propiedades de nuestro universo, es el siguiente.

a) Si es posible el nacimiento de nuevos universos, por ejemplo mediante la creación de agujeros negros que se separan por completo de sus universos originales,

b) y si los parámetros de los universos así creados varían leve y aleatoriamente de un universo a sus descendientes,

c) el resultado es una tasa de reproducción diferente de un universo a otro, dependiendo de sus características,

d) será, por lo tanto, seleccionado y favorecido para los universos que tienen las mejores capacidades para crear nuevos universos descendientes.

e) Por lo tanto, no es sorprendente que observemos valores de los parámetros fundamentales de nuestro universo que corresponden a una tasa significativa de producción de agujeros negros.

Este poder explicativo de un hipotético mecanismo de selección natural a escala cósmica solo responde a la pregunta relacionada con el ajuste fino de los parámetros de nuestra física que favorece la creación de agujeros negros. Es interesante, pero no responde a la pregunta mucho más importante del ajuste fino de los parámetros de nuestra física a la apariencia de la vida, y más generalmente de la complejidad y la inteligencia.

Este fino ajuste, examinado durante mucho tiempo por los cosmólogos, dio lugar al trabajo científico y las reflexiones filosóficas. C. Vidal ofrece una discusión bastante crítica de este tema que lo lleva a la conclusión de que es un tema delicado, lógica, filosófica y, por lo tanto, científicamente, que requiere que se trate experimentalmente usando pruebas, por ejemplo simulando otros mundos físicos. Desafortunadamente, este tipo de simulación está fuera del alcance hoy. Solo sí, como lo defienden muchos cosmólogos, realmente hay un ajuste fino de los parámetros fundamentales del universo que aseguran la aparición de la vida, y no solo los agujeros negros, entonces la selección natural entre universos (considerada por L. Smolin) no proporciona Una buena explicación. Se debe encontrar algo más.

Una alternativa es la de múltiples universos. El universo global, del cual percibimos solo una pequeña parte, de hecho estaría compuesto por una multitud de universos paralelos, la mayoría de los cuales no dan a luz a la vida y causalmente separados de los nuestros y de los demás. No tenemos que sorprendernos de vivir en un universo especialmente ajustado para la vida, porque de lo contrario no existiríamos ! C. Vidal examina este controvertido modo de razonamiento llamado principio antropogénico, pero como se basa en la idea de múltiples universos que probablemente sea imposible de probar, no seduce a C. Vidal, que introduce y defiende una variante de la idea de L. Smolin: la selección artificial de universos.

Si, como ya se había previsto anteriormente, existe (o existirá) civilizaciones que dominan los componentes finales del universo (por lo tanto, nivel III en la escala Kardashev, y al menos V en la escala de Barrow) ¿Por qué no imaginar que alcanzó una cierta etapa de desarrollo?, una civilización crea agujeros negros, y por lo tanto universos, cuyos parámetros decide. Para luchar contra su inevitable desaparición (debido a la muerte térmica u otra consecuencia cosmológica siniestra de las estructuras de su universo), tales civilizaciones podrían desear crear universos favorables a la vida, y quizás aún más favorables a la vida que su universo. La selección darwiniana de L. Smolin, incapaz de explicar la vida, sería reemplazada por una forma de selección artificial como la practicada por la humanidad durante milenios y que ha llevado a especies de plantas y animales adaptadas a nuestros deseos.

Tal selección artificial entre universos no puede explicar completamente el ajuste fino de los parámetros (que habría creado el primer universo donde la vida era posible ?), pero es, entre otros, una idea que debe tenerse en cuenta al considerar el futuro lejano.

Los ejercicios intelectuales propuestos por el libro de Vidal son una cumbre inigualable de libertad y rigor (tanto como sea posible), en un área donde la ciencia y los sueños parecen estar de acuerdo y dialogar apasionadamente. N

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *