PARTE II: LA CIENCIA Y LOS PODERES FÁCTICOS
LA CIENCIA Y LOS REGÍMENES TOTALITARIOS
El ajuste fino del Universo
El Universo, su génesis, su evolución y su funcionamiento, se basan principalmente en una veintena de valores numéricos, invariables en el tiempo y en el espacio:
La constante de gravitación universal (Newton).
La fuerza electromagnética, definida por la constante de estructura fina (Bohr).
Las interacciones fuerte y débil.
La velocidad de la luz.
Las constantes de Planck y Boltzmann.
Las cargas del protón y del electrón.
Las masas del neutrón, protón y electrón.
Y admitiendo que el Universo tuviera un origen, la densidad, masa, energía del Universo, velocidad de expansión, constante cosmológica, densidad y velocidad de expansión en el origen. Si alguno de estos números hubiese sido diferente, aún en un lejano decimal, el Universo se hubiese visto reducido a la nada o al caos, y no estaríamos aquí leyendo este blog.
El materialismo
Los materialistas se apropiaron con entusiasmo de los descubrimientos técnicos descritos en la primera parte de esta entrada, junto con los de Darwin y Freud para apoyar un Universo simple, materialista, estático y eterno.
El materialismo dialéctico, como sistema filosófico, es opuesto al idealismo filosófico que concibe al espíritu como el principio de la realidad.
El marxismo-leninismo se manifiesta, desde el principio, como defensor del materialismo dialéctico. La materia y nada más, lo que implica un Universo estático. Sin embargo, una serie de descubrimientos científicos ponen en cuarentena esta postura, lo que comienza a producir represalias contra los científicos que las apoyan.
La termodinámica. La entropía y la muerte térmica del Universo
En 1824, Sadi Carnot publica el libro “Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta potencia”, por lo que es considerado como el fundador de la Termodinámica (palabra creada por el británico Lord Kelvin). En 1865, Rudolf Clausius retoma estos estudios y postula una ley universal: Es imposible que una máquina autónoma, sin ayuda de algún agente externo, transfiera calor de un cuerpo a otro más caliente. Sin aporte exterior todo sistema cerrado ve crecer, de manera irreversible lo que Clausius llama su entropía. Por consiguiente, todo retorno al sistema inicial es imposible. El postulado de Clausius es audaz y pronto va a ser llamado segundo principio de la termodinámica, para Einstein la primera ley de toda la ciencia.
En 1878, Ludwig Boltzmann pone en pie las ecuaciones de la entropía:
$$S=-k_B\log \Omega,$$
siendo:
\(S=\) la entropía.
\(k_B\) la constante de Boltzman=\(1,380649\times 10^{-23} \mathrm J/\mathrm K\).
\(\Omega \) =la miríada de estados posibles (compatibles) de todos los elementos atómicos o microscópicos del sistema.
Esta fórmula, grabada en su tumba, es para Einstein, la más importante de la Física.
Concluye que la entropía aumenta a medida que pasa el tiempo, lo que conduce en un futuro remoto a la muerte térmica del Universo, y concluye que el Universo tuvo un comienzo.
La muerte térmica del Universo
En un artículo de 1854, el científico prusiano Helmann von Helmholtz indica que el Universo tiene un solo desenlace posible, la muerte térmica. Explica que las estrellas se van a ir apagando y que la temperatura del cosmos bajará hasta que todo sea condenado a un eterno descanso. Lord Kelvin va a argumentar la idea de la muerte térmica del Universo unos años más tarde.
Parece que hay un consenso sobre la muerte térmica, desde \(10^{30}\) hasta (fin de las estrellas) hasta \(10^{100}\) millones de años (advenimiento de un período oscuro antes de la muerte completa).
La teoría de la relatividad general
En el año 1917, Albert Einstein publica su teoría de la relatividad general. Algunas de las consecuencias de esta teoría podrían chocar con una concepción materialista del Universo, que defendían, entre otros, los regímenes dictatoriales, pero en un primer momento Einstein estaba firmemente convencido de que el Universo era estático, por lo que fue muy bien recibido por los bolcheviques.
En 1919, Arthur Eddington verifica la distorsión del espacio-tiempo durante un eclipse solar, según al ángulo predicho por Einstein, lo que sirve como validación de la teoría de la relatividad general.
En 1921, Einstein recibe el premio Nobel de Física.
Un Universo en expansión
La represión bolchevique
Todo esto va en contra de la teoría de un Universo fijo, por lo que se produce una reacción de los bolcheviques.
En 1922, el ruso Alexander Friedmann, del centro meteorológico de San Petersburgo, basándose en la teoría de la relatividad general, publica una primera teoría del Universo en expansión. En 1923, el mismo científico, señala que la expansión del Universo se realiza a partir de un punto. En esa época, Einstein, retomando los cálculos, termina por convencerse, con la ayuda de Paul Ehrenberg, de que el enfoque de Friedmann es correcto.
La persecución de Friedmann comienza en 1923, un año antes de la muerte de Lenin, Cuando la policía política irrumpe en sus clases armada hasta los dientes. A partir de 1924. el temible jefe de la policía política, Dzerjinski, ordena que lo sigan. En 1925, los dirigentes de la Universidad, afiliados al partido, tratan de impedirle enseñar la expansión cósmica, y el pionero del Big Bang desaparece. Muere por una sospechosa fiebre tifoidea al volver de su luna de miel
Con Friedman se inician los soviéticos con una participación fundamental en el desarrollo de la ciencia
Geoges Lemaitre (1894-1966), sacerdote belga, fue, después de Alexander Friedman, uno de los primeros académicos conocidos en proponer la teoría de la expansión del Universo.
En 1927, Georges Lemaitre publica, en los Anales de la Sociedad Científica de Bruselas, un artículo sobre el origen del Universo, en el que postula un átomo primitivo. En 1931, propuso la idea de que el Universo se originó en la explosión de un átomo primigenio, lo que daría lugar a la teoría del Big Bang.
Edwin Hubble (1889-1953). En 1929, Hubble aporta, gracias a sus observaciones con el telescopio, que el Universo se halla en expansión.
En 1931, Albert Einstein, que al principio defendía un Universo estático, visita a Edwin Hubble en el monte Wilson, lo que le acaba de convencer de la expansión del Universo.
Evgueni Perpelkine (1906-1938). En 1934, Evgueni Perpelkine, jefe del laboratorio de Astrofísica del observatorio de Pulkovo, retomando los cálculos de Friedmann, demuestra que la verdadera solución de las ecuaciones de la relatividad general es necesariamente dinámica y no estática como pensaba Einstein. Por ello fue encarcelado y luego fusilado en 1938.
Vemos la importancia de la Unión Soviética, mayoritariamente a base de ucranianos, en astrofísica en un período muy amplio.
Este y otros atropellos van produciendo un éxodo de científicos soviéticos, principalmente a los Estados Unidos, con el consiguiente transvase de ciencia de un país a otro.
En 1938 Levi Landau, futuro premio nobel de Física (1962), es enviado a los campos de concentración soviéticos. donde es torturado y luego rehabilitado, por proclamar que el Universo tuvo un comienzo. Famoso por sus contribuciones a la mecánica cuántica. Para su liberación intercedió por él el premio Nobel de Física 1978, Kapitsa. Landau dirigió un equipo de matemáticos que apoyaba el desarrollo de la bomba atómica y de hidrógeno soviética, por lo que recibió el premio Stalin.
En el mismo año, Matvéi Bronstein (1906-1938), alumno de Alexander Friedmann, empieza a escribir un libro sobre el nacimiento de la materia. Con más de medio siglo de anticipación intentó descifrar esa física capaz de unificar en un mismo cuerpo lo infinitamente grande con lo infinitamente pequeño, es decir la relatividad general con la teoría cuántica. Finalmente, con sus compañeros Gamow y Landau, proclama que el Universo tuvo un comienzo, hace miles de millones de años. Es torturado y luego fusilado a los 31 años (1938), por haber difundido ideas acerca del principio del Universo.
En 1945, George Gamow, que había conseguido escapar a los Estados Unidos, publica el libro La creación del Universo, que describe, por primera vez, un escenario del principio del mundo.
En 1949, Fred Hoyle se burla de las idas de Lemaitre en la BBC, e inventa la expresión Big Bang.
En 1953 muere Stalin y con él desaparecen los gulags y los fusilamientos, pero no cesa el hostigamiento hacia los que apoyan un Universo dinámico. Esto hace que los avances se trasladen a los Estados Unidos de América.
La represión nazi
Una hostilidad semejante a la del régimen soviético recibe Albert Einstein del régimen nazi en Alemania, que aprovecha a sus propios científicos para este hostigamiento. Así Einstein, en 1923 recibe, en su calidad de físico y de judío, los ataques feroces de Johannes Stark, premio Nobel de Física en 1919. Einstein no se siente seguro y termina por abandonar Alemania en 1933, renunciando a la nacionalidad alemana. Algo parecido sucede con otros científicos importantes, como Max Born, premio Nobel en 1954, y Otto Stern, premio Nobel 1943, que escapan hacia el Reino Unido.
Desplazamiento de la cosmología hacia los Estados Unidos de América
Ambas represiones hacen que los avances en cosmología se desplacen hacia los Estados Unidos de América, como vamos a ver a continuación:
En 1948, George Gamow, Ralph Alpher y Hans Bethe publican en Physical Review un artículo, El origen de los elementos químicos, en el que explican que los elementos ligeros de la materia, protones y neutrones, tuvieron que nacer en una fase sumamente caliente del Universo, de miles de millones de grados, muy superior a las temperaturas de las estrellas, y calcularon la abundancia relativa de los elementos más livianos, 75% de hidrógeno, 25% de helio y huellas de litio y berilio, lo que suponía una manera irrefutable de probar que el Big Bang tuvo efectivamente lugar.
El Big Bang
Hace unos 13.800 millones de años, el universo, concentrado en un infinitamente pequeño punto que albergaba toda la materia, explotó para después enfriarse a medida que se expandía.
El traslado de los avances en Cosmología a los Estados Unidos de Am.erica
En 1992, George Smoot, con el apoyo del satélite COBE, presenta el mapa del Universo, que confirma la teoría del Big Bang.
En 1994, Arvin Borde y Alexander Vilenkin, afirman la necesidad de un comienzo absoluto del Universo (artículo Eternal inflation and initial singularity en Physical Review Letters).
En 1998, Saul Permutter, Brian Schmidt y Adam Riess (premios Nobel de Física 2011) demuestran, de manera inesperada, que la expansión del Universo se acelera, poniendo fin a la hipótesis de un Universo eternamente cíclico (Big Bounce) pasando de Big Bang a Big Crunch.
En 2003, se establece el teorema de Arvin Borde, Alan Guth y Alexander Vilenkin, que demuestra que no puede haber un pasado eterno y que existe forzosamente una singularidad inicial.
Colofón
Estamos en 2025. ¿Pueden aparecer nuevos descubrimientos que nos lleven a modificar lo anterior?
Es posible, pues se desconoce la composición de la materia oscura (que no emite ningún tipo de radiación electromagnética) y que representa un 27% del Universo y la energía oscura (que tiende a acelerar la expansión del Universo), un 68% de la energía del Universo. Mención aparte merecen los agujeres negros, sobre los que se puede consultar la entrada Descrubriendo los agujeros negros en este mismo Blog.
Referencias
Bolloré , M.Y y Bonnassies, O. 1921. “Dieu, la science, les preuves- L’aube d’une révolution”, con prólogo del Premio Nobel de Física 1978, el estadounidense Robert W. Wilson, que lo fue por su descubrimiento accidental en 1964 de una radiación de origen entonces desconocido que un año más tarde identificaron como radiación cósmica de fondo de microondas o CMB, que ayudó a establecer la teoría cosmológica del Big Bang.
Imagen destacada: cartel propagandístico soviético recreando al cosmonauta Yuri Gagarin.
