De su casa a la orilla del río de la noche

El astrofísico colombiano Juan Diego Soler desentrañará, en tres entregas, algunos de los misterios más fascinantes del universo. En ‘Zoom I’, el primer capítulo, explica cómo todos los elementos de los que estamos hechos vienen de las estrellas.

Cielo nocturno sobre el cerro Paranal en Chile. La banda de estrellas y nubes de polvo es la Vía Láctea. Tomada por el astrónomo Yuri Beletsky de la Organización Espacial Europea (ESO). /NASA

... devastado por la prolongada vigilia y por el encono de su imaginación, les reveló su descubrimiento:

- La tierra es redonda como una naranja

Ursula perdió la paciencia. - “Si has de volverte loco, vuélvete tu solo” - gritó - “Pero no trates de inculcar a los niños tu ideas de gitano”.

Gabriel García Márquez

Cien Años de Soledad

Estimado lector, usted, que en este instante fija la vista en la página o la pantalla en las que están escritas estas palabras, se encuentra en medio del Universo. Usted está en la superficie de un planeta redondo como una naranja que da vueltas alrededor de su propio eje. En la superficie de este planeta usted mide el paso del tiempo, de los días y las noches, pero esos días y esas noches no son los mismos para todos. Hoy, primero de mayo de 2014, el sol se ocultará a las 5:34 pm para un colombiano en Puerto Carreño, a las orillas del río Orinoco, 30 minutos después lo hará para los que viven en Bogotá y 45 minutos más tarde, en Tumaco, junto al Océano Pacífico.

La luz que ilumina el día viene de una bola de gas incandescente que llamamos Sol, el cual está tan lejos de la Tierra que si viajáramos a la velocidad del avión más rápido jamás construido nos tomaría más de dos años llegar a su superficie. Sin embargo, la luz del Sol calienta la arena del Caribe, hace crecer las plantas en la Amazonia y evapora los charcos después de un aguacero bogotano. Es nuestro Sol, la fuente de toda la vida que existe en la Tierra, pero no es más que una estrella como muchas otras. Durante la noche vemos algunos de esos otros soles tan lejanos que apenas parecen puntos brillantes sobre una cortina oscura.

El Sol y todos los soles están hechos de lo mismo que estamos hechos los humanos y todos los demás seres vivos en la tierra. El hombre que descubrió esto fue un alemán llamado Joseph Fraunhofer, quien en su infancia quedó huérfano y fue esclavizado por su tutor hasta que un día fue rescatado de una casa derrumbada por el príncipe de Baviera, para luego convertirse en uno de los científicos más importantes de la historia. Fraunhofer encontró en el espectro de la luz de las estrellas las mismas huellas de los elementos que componen todo lo que existe en la Tierra.

Hoy sólo podemos visitar otras estrellas en nuestra imaginación, ya que están tan lejos que su luz ha tardado años y hasta milenios en alcanzarnos. Algunas de las estrellas que vemos en el cielo pueden haber desaparecido, aunque su luz aún siga llegando hasta nosotros. La mayoría de ellas está en una banda luminosa que parece un río, el cual atraviesa el cielo nocturno y al que conocemos como la Vía Láctea, según la llamaron los antiguos griegos. Observarla es un placer en los cielos despejados lejos de las grandes ciudades, pues en éstas la iluminación artificial opaca el cielo y hace que nos olvidemos de que vivimos en medio de un enjambre de estrellas.

Pero los soles que vemos no son lo único que hay allá afuera. Alrededor de algunas de estas estrellas giran planetas, algunos enormes, como Júpiter, otros pequeños, como Mercurio, y algunos como la Tierra. Hay también enormes nubes de gas y polvo que cubren grandes extensiones del espacio entre las estrellas. Estas nubes se extienden como el humo de un cigarrillo y en su interior hay partículas de polvo muy pequeñas que giran a un mismo compás y opacan la luz de las estrellas. Cuando una de estas nubes se hace muy densa comienza a acumular gas y polvo por efecto de la gravedad, hasta que la presión es tan grande que no queda más que el gas compactado por su propio peso en una esfera. La presión sigue aumentando, el gas se sigue compactando y comienza una reacción nuclear que produce luz visible muy intensa: ese es el nacimiento de una estrella.

Las estrellas más grandes y brillantes consumen su combustible nuclear con mayor rapidez y viven menos que las estrellas más opacas. Cuando las estrellas brillantes comienzan a perder su combustible estallan en una explosión enorme llamada supernova. Una supernova es un evento tan especial que brilla intensamente por más de 40 días. La mayoría de las supernovas suceden tan lejos que no podemos verlas a simple vista, pero en el año 138 antes de nuestra era, los astrónomos chinos registraron la primera supernova de la que tuvimos noticia, cuando iluminó el cielo nocturno con más luz que cualquier otra estrella. Probablemente fue la primera vez en la historia que se utilizó el término “estrella invitada”.

Todo el material del cual está compuesta una estrella que muere en una supernova vuelve a la nube de la cual nació para formar una nueva generación de estrellas. Tanto los seres humanos como todo lo que está vivo en la Tierra son producto de este ciclo. El calcio en nuestros huesos, el hierro en nuestra sangre, el flúor en nuestros dientes, todos los elementos de los que estamos hechos se formaron en la explosión de una estrella moribunda. Todos los años se forma una estrella nueva y más o menos cada 50 años una estrella cercana a la Tierra estalla en una supernova. Las estrellas menos masivas mueren en explosiones menos espectaculares llamadas novas o simplemente se apagan paulatinamente y se convierten en estrellas opacas a las que llamamos enanas marrones.

A comienzos del siglo XX los astrónomos se debatían en arduas discusiones para determinar si todo lo que existe en el universo está en este grupo de estrellas y nubes que llamamos la Vía Láctea. En el corazón de esta discusión estaba uno de los problemas más recurrentes en la astronomía: la dificultad de saber la distancia a la cual están los objetos que vemos en el firmamento. La solución a este debate vino de la mano de una mujer “computadora” y un hombre a punto de entrar en combate en la Primera Guerra Mundial.

Henrietta Swan Leavitt era la hija de un pastor protestante que vivía cerca a Boston, en Estados Unidos. Había tenido la oportunidad de ir a la universidad y en 1893, con apenas 25 años, fue contactada por el Observatorio de la Universidad de Harvard para trabajar en el grupo de cómputo. Este equipo estaba conformado por más de 10 mujeres contratadas por el director del observatorio para clasificar las observaciones astronómicas registradas en placas fotográficas. Por tratarse de mujeres, el observatorio pagaba apenas una fracción de lo que tendría que pagarle a un hombre en el mismo oficio. Este grupo de científicas produjo algunas de las ideas más importantes para la astronomía moderna. Hacen falta más páginas para contar la historia de Henrietta Swan y este grupo de talentosas mujeres, cuya dedicación es un ejemplo del amor por la ciencia que nos recuerda que el ingenio no depende del género, de la raza o del lugar de origen.

Leavitt descubrió las cefeidas, un tipo de estrellas muy luminosas que parecen palpitar con una frecuencia que depende de su brillo. Así, las cefeidas más brillantes cambian su brillo en un ciclo de una semana, mientras que en las estrellas más opacas de este tipo el ciclo es más lento, llegando a tardarse hasta un mes. Si se miden las palpitaciones de una cefeida se puede calcular exactamente su brillo original, el que tiene antes de que su luz se disperse por todo el espacio antes de llegar a nosotros, es decir, sabemos exactamente qué tan lejos están. Las cefeidas se convirtieron en las reglas que nos permiten de manera exacta saber qué tan cerca están los grupos de estrellas que vemos en el firmamento. Usando cefeidas podemos medir las distancias en el universo. Esta fue la tarea que se propuso un joven astrónomo estadounidense, con gran talento para los deportes, antes de marcharse a combatir en los campos de Europa durante la Primera Guerra Mundial.

Este joven soldado era Edwin Hubble, en cuyo nombre se bautizó el telescopio espacial Hubble, puesto en órbita en 1990. Hubble regresó a salvo a su país después de la guerra, algo que no lograron más de 100.000 de sus compatriotas. A su regreso, el ingenio de Hubble encontró a su disposición el telescopio más grande del mundo que existía en esta época, el Hooker, en el observatorio del monte Wilson, en California. En ese tiempo la idea predominante era que el universo consistía solamente del grupo de estrellas que conforman la Vía Láctea. Hubble identificó estrellas cefeidas en nubes brillantes, incluyendo la nebulosa de Andrómeda y del Triángulo. Tres años más tarde sus observaciones probaron concluyentemente que esas nubes con forma de espiral estaban mucho más lejos de lo que creíamos y que había grupos de estrellas, sistemas solares, gas y polvo más allá de la orilla de nuestra Vía Láctea, es decir, existían otras galaxias.

Los descubrimientos de Henrietta Swan Leavitt y Edwin Hubble nos permitieron entender que vivimos en una isla, una isla con millones de soles, una isla como muchas otras en el universo. Más allá de la orilla de la Vía Láctea hay millones de galaxias con infinidad de formas y tamaños. Tal vez alrededor de sus soles también hay planetas y, a lo mejor, para alguien en uno de esos planetas nosotros somos apenas un punto en el espacio. La distancia que nos separa de otras galaxias sigue aumentando a medida que el universo se expande cada vez más rápido. Como si fuéramos uvas pasas en una torta que crece, el espacio entre nosotros se agranda cada día. Pero todo esto es otra historia.