La expansión del Universo: La historia detrás del drama.

Hacer un escrito sobre este tópico puede llevar a dos lugares, el primero, es realizar un escrito acerca de la expansión del Universo altamente dudable y con imprecisiones científicas, el otro consiste en realizar un escrito bastante técnico e ininteligible para los lectores que no se encuentren dentro del ámbito de estudio. Mi objetivo con éste escrito es mantenerme en el punto central de éstas dos posibilidades. Al igual que con un escrito de filosofía, intentaré hablar de la expansión del Universo (Desde una perspectiva histórica) de manera simple pero intentando no perder rigurosidad en la exposición, a fin de que la lectura sea agradable al lector interesado.

La caída del dogma

Es cuanto menos bien sabido que el hombre tiene cierta tendencia a no querer estar errado, más sabido aún es, que dentro del ámbito científico existen distintas historias acerca del error de algunos científicos y su resistencia a aceptar ese error. Para bien o para mal, esto es lo que le pasó a uno de los científicos más prestigiosos y famosos de la historia, hablo del gran Albert Einstein.

La historia comienza a inicios del siglo XX, particularmente en 1913 con Vesto Melvin Slipher, astrónomo americano el cual se encontraba bajo la tutela de John Miller. Durante sus investigaciones se encontró con lo que sería sólo el primer paso de una revolución científica que implicaría la caída de la teoría del estado estacionario del universo, que presumía, entre otras cosas, un Universo infinito hacia el pasado y de igual forma hacia el futuro.

Slipher se topó con que las galaxias que observaba en su telescopio poseían cierto corrimiento al color rojo, a lo que concluyó que este corrimiento se debía al movimiento de las galaxias las cuales se alejaban de nuestro sistema solar. Slipher presentaría sus resultados en el encuentro de la Sociedad Astronómica Americana que se dio en Evanston, Illinois durante 1914. Durante la presentación se encontraba su profesor John Miller, el cual en 1937, describiría el suceso a John Hall, director del observatorio Lowell en Flagstaff, lugar donde Slipher hizo su descubrimiento. Tal parece que Slipher presentó sus conclusiones con gran humildad y muchísimo cuidado, presentando al final de su ponencia, el famoso «corrimiento al rojo» de las galaxias, signo claro del movimiento de las galaxias, y más aún, del alejamiento de éstas. «Entonces», dijo Miller, «ocurrió algo que nunca había visto antes o durante una reunión científica. Todos se levantaron y aplaudieron su hallazgo.»

Durante ésta reunión estaría presente un estudiante de astronomía llamado Edwin Hubble, el cual retomaría el trabajo de Slipher.

Años más tarde, en Europa, durante 1917, Albert Einstein publicaría sus famosas ecuaciones de campo. Un conjunto de 10 ecuaciones pertenecientes a la teoría de la relatividad de Einstein, y al poco tiempo, el astrónomo holandés Willem de Sitter encontraría una solución a las ecuaciones, en donde se demostraba, de manera teórica, que las galaxias debían de alejarse las unas de las otras a diversas velocidades. Ésto es exactamente lo que observó Slipher, sin embargo, De Sitter no se dio cuenta de que existía evidencia empírica de su teoría debido al inicio de la primera guerra mundial, la cual cortó las comunicaciones.

Para este momento, Einstein no se daba cuenta de que su teoría predecía la existencia de un Universo en expansión. Un tiempo después, volvería a fallar respecto a otra solución de sus ecuaciones que le daban un Universo también en expansión, pero algo distinto al de De Sitter.

El matemático ruso Alexander Friedmann se dió cuenta que Einstein había cometido un error básico en sus soluciones. El error era que, en alguna parte de sus calculos, había dividido entre cero, craso error para un científico de renombre mundial como Einstein. Tan pronto como Friedmann corrigió el error, una solución nueva apareció, y de igual manera, proponía un Universo en expansión. Solución que Friedmann escribiría en una carta al renombrado profesor.

Hay que destacar que Einstein se sentía desconcertado y un tanto molesto por el intento de corrección de Friedmann (Después de todo, estamos hablando de que un «don nadie» corrigió al físico más importante de aquellos tiempos), por lo que ignoró totalmente la carta de Friedmann. No fue hasta 1922 cuando Alexander publicó sus resultados en la Zeitschrift für Physik en donde Einstein escribió acerca de ella despreciandola, tachandola de ser «sospechosa» y demostrando que la solución de Friedmann era erronea. Sin embargo, la demostración erronea era la de Einstein.

Al poco tiempo de que la nota de Einstein fuese pública, Friedmann volvió a escribirle una carta a aquél teniendo mucha cautela y haciendole ver al maestro sus errores. Friedmann fue muy respetuoso en su carta, después de todo, cualquier estudiante sabe el terror que se siente corregir el error de su profesor, ahora imagine que se trata de corregir al profesor más prestigioso del mundo e incluso retarlo en su propio campo. Ese terror es el que debió de tener Friedmann en su corazón tras haber escrito y corregido a Einstein, «Respetable profesor, no repare en dejarme saber si los calculos que le presenté en la carta son correctos. Le pido por favor que no tarde en dar respuesta a esta carta.» Y al final escribiendo la sentencia de guerra, «En el caso de que encuentre que mis calculos son correctos le aconsejaría escribir una corrección».

Afortunadamente, Einstein aceptaría el error y declararía en 1923:

«Mi objeción [a los calculos de Friedmann] consistía en un error en los calculos. Considero que los resultados del Sr. Friedmann son correctos.»

No obstante, para este momento, la comunidad científica se veía irritada por la nueva tendencia que los calculos y las observaciones estaban teniendo respecto al origen del universo. Y Einstein no tardó en darse cuenta, pues un Universo en expansión, tal y como lo presentaban las soluciones de Friedmann, requerían que el Universo hubiese tenido un comienzo. El temor de la comunidad científica ante la confirmación de éste suceso sería por una posible victoria abismal de los teólogos, pues hasta entonces, se consideraba que el Universo era eterno y ésta expansión podría abrir la puerta a la suposición de un creador. No obstante, este tema lo abordaremos en otro post.

Tras la muerte de Friedmann, de manera independiente, un sacerdote Belga llamado Georges Lemaitre encontró una solución a las ecuaciones de Einstein que también implicaban la expansión del Universo y la finitud de éste. En 1927, dos años antes de que Hubble publicara sus resultados sobre la expansión del Universo y su famosa ley, Lemaitre ya había demostrado esos fenómenos y los había presentado ante la comunidad científica, siendo el primer científico en proponer un modelo de expansión del universo. Sin embargo, y aunque habló en persona con Einstein y De Sitter, su trabajo fue rechazado de manera general por la comunidad científica, pues su condición de sacerdote generaba un fuerte prejuicio hacía sus investigaciones, sobretodo a la del Big Bang, tachandola, en palabras del mismo Einstein, como «Abominable». No fue hasta 1930 que su labor fue reconocida tras la demostración que hizo Hubble, al cual se le atribuyó (De manera injusta a opinión de un escritor) el merito de la demostración y la ley que hoy lleva por nombre «Ley de Hubble». No obstante, el trabajo de Lemaitre fue reconocido.

El modelo de Friedmann-Lemaitre, que después pasó a llamarse la «Teoría del Big Bang», resolvía los problemas propuestos por las cosmogonías de Einstein y de De Sitter, por lo que destronó al modelo estacionario, dando así la respuesta a la pregunta de si el Universo había comenzado a existir. La respuesta fue un rotundo «Sí». Posteriormente con la teoría acerca de la existencia de un «Fondo cósmico de microondas» a cargo de Ralph Alphert y Robert Herman, y su posterior validación por los astrónomos Arno Penzias y Robert Wilson, y en conjunto con la segunda ley de la termodinámica arrojaban una fuerte confirmación a favor de un origen del universo y por ende, de la teoría de Lemaitre.

Por supuesto que hubo bastante resistencia a estos resultados, el mismo Einstein demostró una fe profunda en el modelo estacionario con tal de no reconocer la veracidad del nuevo modelo, pues pese a que reconocía que el Universo estaba en expansión (Tomandole bastante trabajo aceptar esto), no aceptaba la teoría del Big bang por recordarle mucho a la creación del Génesis. Sin embargo, al igual que muchos de sus contemporáneos, terminó aceptándola y rindiéndose ante la evidencia.

~Rafael

Bibliografía:

[1] Jastrow, R.. (1978). God and the Astronomers. Toronto, Canada: W.W. Norton & Company, Inc.

[2] Deprit, Andre (1984). The Big Bang and Geoges Lemaître. Dordretch, Holanda: Reidel Publishing Company. p. 370.

[3] Livio, Mario (10 de noviembre de 2011). «Lost in translation: Mystery of the missing text solved». Nature 479 (7372): 171-173.

[4] Reich, Eugenie Samuel (27 de junio de 2011). «Edwin Hubble in translation trouble». Nature.

[5] «Big bang theory is introduced - 1927». A Science Odyssey. WGBH.