Habitantes de las estrellas (breve historia del universo)
Publicado: Dom May 25, 2008 4:28 am
(Uno de mis ensayos favoritos de Carl Sagan. Espero que os guste)
Sucedió una vez, hace diez o quince mil millones de años, que el universo no tenía forma. No había galaxias. No había estrellas. No había planetas. Y no había vida. Reinaba la oscuridad sideral. El universo era hidrogeno y helio. La explosión del gran ruido había acabado y los fuegos de aquel acontecimiento titánico, bien la creación del universo o las cenizas de uno anterior, llameaban débilmente a través de los pasillos siderales.
Pero los gases de hidrogeno y helio no se hallaban adecuadamente distribuidos. Aquí y allá, en la gran oscuridad, por accidente, se amontonaba una cantidad de gas mayor que de ordinario. Tales grupos gaseosos aumentaban de manera imperceptible a costa de lo que les rodeaba, atrayendo gravitacionalmente cada vez mas grandes cantidades de gas cercano. A medida que estas acumulaciones de gas aumentaron en masa, sus partes mas densas – gobernadas por la inexorable ley de gravitación y conservación del momento angular – se contrajeron haciéndose cada vez mas compactos, a la vez que giraban cada vez a mas velocidad. En el interior de estas grandes bolas giratorias y remolinos de gas, se condensaban fragmentos mas pequeños de una mayor densidad; estos fragmentos se hicieron pedazos, formando miles de millones de bolas de gas mas pequeñas.
La contracción condujo a violentas colisiones de átomos en los centros de las bolas de gas. Las temperaturas se hicieron tan altas que los electrones se desprendieron de los protones en los átomos de los componentes del hidrogeno. Como los protones tienen cargas eléctricas positivas, se rechazan mutuamente. Pero con el tiempo las temperaturas en los centros de las esferas de gas llegaron tan grandes que los protones chocaron con extraordinaria energía, una energía tan enorme que se llegó a horadar la barrera de rechazo eléctrico que rodeaba al protón. Una vez se produjo esta penetración, las fuerzas nucleares – las que mantienen unidos el núcleo de los átomos – se pusieron en marcha. Del gas de hidrogeno simple se formo el gas mas cercano en complejidad, el helio. En la síntesis de un átomo de helio entre cuatro átomos de hidrógeno, hay una pequeña cantidad en exceso de energía sobrante. Esta energía, atravesando la esfera de gas, alcanzó la superficie y se irradió al espacio. La esfera de gas había cambiado y se formaba la primera estrella. Había luz en el espacio sideral.
Las estrellas evolucionaron durante miles de millones de años, transformando lentamente el hidrogeno en helio en sus profundos interiores, convirtiendo a la vez la diferencia de masa en energía, e inundando de luz los cielos. En aquellos momentos no había planetas que recibieran la luz, y ninguna forma de vida admiraba el resplandor del cielo.
La conversión del hidrógeno en helio no pudo continuar de modo indefinido. Por ultimo en los ardientes interiores de las estrellas donde las temperaturas eran suficientemente altas como para vencer las fuerzas del rechazo eléctrico, se consumió todo el hidrógeno. Se atizó el fuego de las estrellas. Las presiones interiores ya no pudieron soportar el enorme peso de las superpuestas capas de estrellas. Entonces las estrellas continuaron su proceso de colapso, que había sido interrumpido mil millones de años antes por los fuegos nucleares.
Al producirse una mayor contracción, se alcanzaron temperaturas más elevadas, temperaturas tan altas que los átomos de helio – cenizas de épocas anteriores de reacción nuclear – se convirtieron en útiles como combustible estelar. En el interior de las estrellas se dieron reacciones nucleares mas complejas, a la vez que las estrellas aparecían como hinchadas, como estrellas gigantescas y rojas.
El helio se convirtió en carbono, el carbono en oxigeno y magnesio, el oxigeno en neón, el magnesio en silicio, el silicio en azufre, y hacia arriba y a través de la escala de la tabla periódica de los elementos, una masiva alquimia estelar. Grandes y complicados laberintos de reacciones nucleares formaron algunos núcleos. Otros se unieron para formar núcleos mucho más complejos. Y otros se fragmentaron o combinaron con protones para formar núcleos solo ligeramente más complejos.
Pero la gravedad en la superficie de las estrellas es baja, porque las superficies se desarrollaron a partir de los interiores. Las capas exteriores de los gigantes rojos se disiparon lentamente en el espacio interestelar, enriqueciendo al vacío entre las estrellas con carbono, oxígeno, magnesio y hierro, y con todos los elementos más pesados que el hidrogeno y el helio. En algunos casos, las capas exteriores de la estrella se desprendían como si fuesen las sucesivas telas de una cebolla. En otros casos, una colosal explosión nuclear sacudió a la estrella lanzando al espacio a inmensa velocidad la parte más exterior de la misma. Bien por fuga o explosión, por disipación lenta o rápida, el material al espacio como fino gas del que se habían formado las estrellas.
Pero aquí ya estaban naciendo generaciones posteriores de estrellas. Una vez más, las condensaciones del gas trazaron sus piruetas de gravitación para más tarde convertirse en estrellas. Pero estas nuevas y segundas generaciones estelares en elementos pesados, patrimonio de sus precedentes. Entonces, al formarse nuevas estrellas, también se formaron cerca de ellas condensaciones pequeñas, condensaciones demasiado pequeñas como para producir fuegos nucleares y convertirse en estrellas. Eran pequeñas agrupaciones de materia fría, muy poco densas, que se formaban lentamente a causa de la rotante nube, para ser iluminada mas tarde por los fuegos nucleares que ellas no habían podido generar. Estas agrupaciones de poca importancia se convirtieron en planetas: algunos gigantescos y gaseosos, compuestos en su mayor parte por hidrógeno y helio, fríos y alejados de su estrella madre; otros, mas pequeños y mas calientes, perdiendo el conjunto de su hidrogeno y helio a causa de una lenta al espacio formaron una clase diferente de planeta, rocoso, metálico, y con superficie dura.
Estos restos cósmicos más pequeños, congelándose y calentándose, liberaron pequeñas cantidades gases enriquecidos con hidrógeno, atrapado en sus interiores durante el proceso de formación. Algunos gases se condensaron en la superficie formando las primeras atmósferas, diferentes a la actual de la tierra, compuestas por metano, amoniaco, sulfuro de hidrogeno, agua e hidrogeno; una atmósfera desagradable e insoportable para los seres humanos. Pero esta no es todavía una historia sobre seres humanos.
La luz estelar cayó sobre esta atmósfera. El Sol impulso y dirigió las tormentas produciéndose truenos y relámpagos. Los volcanes entraron en erupción y la lava ardiente calentó la atmósfera cerca de la superficie. Estos procesos destrozaron las moléculas de una atmósfera primitiva. Pero los fragmentos se unieron para crear moléculas cada vez más complejas, cayendo en los océanos, y allí, relacionándose unas con otras, desplomándose por casualidad sobre terrenos arcillosos, en vertiginoso proceso de rotura, de resíntesis, de transformación, moviéndose lentamente hacia moléculas de mayor complejidad, obedeciendo a las leyes de la física y la química. Al cabo de un tiempo, los océanos alcanzaron la consistencia de un caldo diluido y calido.
Entre las numerosas especies de de moléculas orgánicas complejas que se formaban y disipaban en este caldo, surgió, cierto día, una molécula perfectamente capaz de formar copias de si misma, una molécula que dirigía débilmente los procesos químicos de su vecindad para producir moléculas como ella, una molécula como patrón, una molécula heliográfica, una molécula auto reproductora. Esta molécula no era muy eficiente. Sus copias eran inexactas. Pero muy pronto obtuvo significativa ventaja sobre las otras moléculas en las tempranas aguas. Las moléculas que no podían copiarse a si mismas no lo consiguieron. El número de moléculas aumentó así considerablemente.
A medida que transcurría el tiempo, el proceso de copia se fue haciendo más exacto. Otras moléculas se reprocesaron en las aguas para formar piezas de rompecabezas que se adaptaron a las moléculas que producían copias. La pequeña ventaja, la imperceptible ventaja estadística de las moléculas que podían copiarse a si mismas, se transformó pronto en proceso dominante de los océanos mediante el calculo de la progresión geométrica.
Surgieron sistemas reproductores cada vez más elaborados. Los sistemas que copiaban mejor producían mas copias. Los que copiaban pobremente producían menos. Pronto, la mayor parte de las moléculas se organizaron en estructuras moleculares, en sistemas privados. No se trataba de que algunas moléculas llegaran a tener una idea o sentir una necesidad, deseo, o aspiración; simplemente, tales moléculas que producían copias continuaron haciéndolo, y muy pronto la superficie del planeta se transformó por el proceso de copia. Con el tiempo, los mares se llenaron de estas moléculas que formaban estructuras, metabolizando, y multiplicándose… y repitiendo estos procesos una y otra vez. Luego surgieron sistemas más complicados, las estructuras moleculares comenzaron a actuar moviéndose hacia donde los cimientos de copia eran más abundantes, evitando a las estructuras moleculares que incorporaban a sus vecinos. La selección natural llegó a ser un tamiz molecular, eligiendo las combinaciones de moléculas mejor dotadas para una mejor multiplicación.
Mientras tanto, se establecían los cimientos, los alimentos, las piezas para copias posteriores, principalmente mediante la luz solar, los relámpagos y los truenos, todo ello guiado por la cercana estrella. Los procesos nucleares en el interior de las estrella fueron los que dieron impulso a los procesos planetarios que condujeron a una vida sostenida.
A medida que se fueron agotando los alimentos, surgió de nuevo una nueva especie de estructura molecular capaz de producir principios moleculares internos, lejos del agua, del aire y de la luz del sol. A los primeros animales se unieron las primeras plantas. Los animales se convirtieron en parásitos de las plantas como ya lo habían sido en un principio en el mana estelar caído de los cielos. Las plantas cambiaron lentamente la composición de la atmósfera; el hidrogeno se perdió en el espacio, el amoniaco se transformó en nitrógeno y el metano en anhídrido carbónico. Por primera vez, se producía el oxigeno en la atmósfera en cantidades importantes, el oxigeno, un gas venenoso capaz de convertir todas las moléculas orgánicas autocopiadotas en gases simples como el agua y el anhídrido carbónico.
Pero la vida tropezó con este supremo reto: En algunos casos horadando o minando hacia medios ambientes en los cuales el oxigeno estaba ausente, pero –en las variaciones de mas éxito- evolucionando no solo para que sobreviviese al oxígeno, sino también para usarlo e el mas eficaz metabolismo de alimentos.
Evolucionaron el sexo y la muerte, procesos que aumentaron notablemente el proceso de selección natural. Algunos organismos evolucionaron en sus partes duras, crecieron y sobrevivieron en el terreno. Se aceleró el proceso de producción de formas mucho más complejas. Evolucionó también el vuelo. Enormes bestias de cuatro patas atronaban las humeantes selvas. Surgían pequeñas bestias y sobrevivían entre astucias y rapidez de la vida que se iban acrecentando cada vez más.
Mientras tanto, el clima también variaba. Ligeros cambios en la producción de luz solar, movimiento orbital del planeta, nubes océanos y casquetes polares, todo ello provocaba cambios climáticos aniquilando así grupos enteros de organismos y provocando la formidable proliferación de otros grupos al principio insignificantes.
Y entonces… la tierra se enfrió un tanto. Los bosques iniciaron su retirada. Pequeños animales arborícolas descendían de los árboles para buscarse un modo de vida en las llanuras. Se irguieron y usaron herramientas. Se comunicaban produciendo en el aire ondas de compresión con sus órganos de respiración y nutrición. Descubrieron que el material orgánico a temperatura suficientemente alta se combinaba con el oxígeno atmosférico para producir el plasma ardiente y estable llamado fuego. Mediante una interacción social, se aceleró el aprendizaje post Partum. Se desarrolló la caza comunal, se inventó la escritura, las estructuras políticas, la superstición y la ciencia, la religión y la tecnología.
Y entonces, un día, llegó una criatura cuyo material genético no era muy diferente de las estructuras moleculares reproductoras de cualquier otra clase de organismos del planeta que dicha criatura llamó tierra. Pero era capaz de reflexionar sobre el misterio de su rigen, de estudiar el extraño y tortuoso sender por el cual había surgido desde la materia estelar. Era el material el cosmos contemplándose a sí mismo. Consideró la enigmatica y problemática cuestión de su futuro. Se llamó a sí mismo hombre. Y ansió regresar a las estrellas.
Sucedió una vez, hace diez o quince mil millones de años, que el universo no tenía forma. No había galaxias. No había estrellas. No había planetas. Y no había vida. Reinaba la oscuridad sideral. El universo era hidrogeno y helio. La explosión del gran ruido había acabado y los fuegos de aquel acontecimiento titánico, bien la creación del universo o las cenizas de uno anterior, llameaban débilmente a través de los pasillos siderales.
Pero los gases de hidrogeno y helio no se hallaban adecuadamente distribuidos. Aquí y allá, en la gran oscuridad, por accidente, se amontonaba una cantidad de gas mayor que de ordinario. Tales grupos gaseosos aumentaban de manera imperceptible a costa de lo que les rodeaba, atrayendo gravitacionalmente cada vez mas grandes cantidades de gas cercano. A medida que estas acumulaciones de gas aumentaron en masa, sus partes mas densas – gobernadas por la inexorable ley de gravitación y conservación del momento angular – se contrajeron haciéndose cada vez mas compactos, a la vez que giraban cada vez a mas velocidad. En el interior de estas grandes bolas giratorias y remolinos de gas, se condensaban fragmentos mas pequeños de una mayor densidad; estos fragmentos se hicieron pedazos, formando miles de millones de bolas de gas mas pequeñas.
La contracción condujo a violentas colisiones de átomos en los centros de las bolas de gas. Las temperaturas se hicieron tan altas que los electrones se desprendieron de los protones en los átomos de los componentes del hidrogeno. Como los protones tienen cargas eléctricas positivas, se rechazan mutuamente. Pero con el tiempo las temperaturas en los centros de las esferas de gas llegaron tan grandes que los protones chocaron con extraordinaria energía, una energía tan enorme que se llegó a horadar la barrera de rechazo eléctrico que rodeaba al protón. Una vez se produjo esta penetración, las fuerzas nucleares – las que mantienen unidos el núcleo de los átomos – se pusieron en marcha. Del gas de hidrogeno simple se formo el gas mas cercano en complejidad, el helio. En la síntesis de un átomo de helio entre cuatro átomos de hidrógeno, hay una pequeña cantidad en exceso de energía sobrante. Esta energía, atravesando la esfera de gas, alcanzó la superficie y se irradió al espacio. La esfera de gas había cambiado y se formaba la primera estrella. Había luz en el espacio sideral.
Las estrellas evolucionaron durante miles de millones de años, transformando lentamente el hidrogeno en helio en sus profundos interiores, convirtiendo a la vez la diferencia de masa en energía, e inundando de luz los cielos. En aquellos momentos no había planetas que recibieran la luz, y ninguna forma de vida admiraba el resplandor del cielo.
La conversión del hidrógeno en helio no pudo continuar de modo indefinido. Por ultimo en los ardientes interiores de las estrellas donde las temperaturas eran suficientemente altas como para vencer las fuerzas del rechazo eléctrico, se consumió todo el hidrógeno. Se atizó el fuego de las estrellas. Las presiones interiores ya no pudieron soportar el enorme peso de las superpuestas capas de estrellas. Entonces las estrellas continuaron su proceso de colapso, que había sido interrumpido mil millones de años antes por los fuegos nucleares.
Al producirse una mayor contracción, se alcanzaron temperaturas más elevadas, temperaturas tan altas que los átomos de helio – cenizas de épocas anteriores de reacción nuclear – se convirtieron en útiles como combustible estelar. En el interior de las estrellas se dieron reacciones nucleares mas complejas, a la vez que las estrellas aparecían como hinchadas, como estrellas gigantescas y rojas.
El helio se convirtió en carbono, el carbono en oxigeno y magnesio, el oxigeno en neón, el magnesio en silicio, el silicio en azufre, y hacia arriba y a través de la escala de la tabla periódica de los elementos, una masiva alquimia estelar. Grandes y complicados laberintos de reacciones nucleares formaron algunos núcleos. Otros se unieron para formar núcleos mucho más complejos. Y otros se fragmentaron o combinaron con protones para formar núcleos solo ligeramente más complejos.
Pero la gravedad en la superficie de las estrellas es baja, porque las superficies se desarrollaron a partir de los interiores. Las capas exteriores de los gigantes rojos se disiparon lentamente en el espacio interestelar, enriqueciendo al vacío entre las estrellas con carbono, oxígeno, magnesio y hierro, y con todos los elementos más pesados que el hidrogeno y el helio. En algunos casos, las capas exteriores de la estrella se desprendían como si fuesen las sucesivas telas de una cebolla. En otros casos, una colosal explosión nuclear sacudió a la estrella lanzando al espacio a inmensa velocidad la parte más exterior de la misma. Bien por fuga o explosión, por disipación lenta o rápida, el material al espacio como fino gas del que se habían formado las estrellas.
Pero aquí ya estaban naciendo generaciones posteriores de estrellas. Una vez más, las condensaciones del gas trazaron sus piruetas de gravitación para más tarde convertirse en estrellas. Pero estas nuevas y segundas generaciones estelares en elementos pesados, patrimonio de sus precedentes. Entonces, al formarse nuevas estrellas, también se formaron cerca de ellas condensaciones pequeñas, condensaciones demasiado pequeñas como para producir fuegos nucleares y convertirse en estrellas. Eran pequeñas agrupaciones de materia fría, muy poco densas, que se formaban lentamente a causa de la rotante nube, para ser iluminada mas tarde por los fuegos nucleares que ellas no habían podido generar. Estas agrupaciones de poca importancia se convirtieron en planetas: algunos gigantescos y gaseosos, compuestos en su mayor parte por hidrógeno y helio, fríos y alejados de su estrella madre; otros, mas pequeños y mas calientes, perdiendo el conjunto de su hidrogeno y helio a causa de una lenta al espacio formaron una clase diferente de planeta, rocoso, metálico, y con superficie dura.
Estos restos cósmicos más pequeños, congelándose y calentándose, liberaron pequeñas cantidades gases enriquecidos con hidrógeno, atrapado en sus interiores durante el proceso de formación. Algunos gases se condensaron en la superficie formando las primeras atmósferas, diferentes a la actual de la tierra, compuestas por metano, amoniaco, sulfuro de hidrogeno, agua e hidrogeno; una atmósfera desagradable e insoportable para los seres humanos. Pero esta no es todavía una historia sobre seres humanos.
La luz estelar cayó sobre esta atmósfera. El Sol impulso y dirigió las tormentas produciéndose truenos y relámpagos. Los volcanes entraron en erupción y la lava ardiente calentó la atmósfera cerca de la superficie. Estos procesos destrozaron las moléculas de una atmósfera primitiva. Pero los fragmentos se unieron para crear moléculas cada vez más complejas, cayendo en los océanos, y allí, relacionándose unas con otras, desplomándose por casualidad sobre terrenos arcillosos, en vertiginoso proceso de rotura, de resíntesis, de transformación, moviéndose lentamente hacia moléculas de mayor complejidad, obedeciendo a las leyes de la física y la química. Al cabo de un tiempo, los océanos alcanzaron la consistencia de un caldo diluido y calido.
Entre las numerosas especies de de moléculas orgánicas complejas que se formaban y disipaban en este caldo, surgió, cierto día, una molécula perfectamente capaz de formar copias de si misma, una molécula que dirigía débilmente los procesos químicos de su vecindad para producir moléculas como ella, una molécula como patrón, una molécula heliográfica, una molécula auto reproductora. Esta molécula no era muy eficiente. Sus copias eran inexactas. Pero muy pronto obtuvo significativa ventaja sobre las otras moléculas en las tempranas aguas. Las moléculas que no podían copiarse a si mismas no lo consiguieron. El número de moléculas aumentó así considerablemente.
A medida que transcurría el tiempo, el proceso de copia se fue haciendo más exacto. Otras moléculas se reprocesaron en las aguas para formar piezas de rompecabezas que se adaptaron a las moléculas que producían copias. La pequeña ventaja, la imperceptible ventaja estadística de las moléculas que podían copiarse a si mismas, se transformó pronto en proceso dominante de los océanos mediante el calculo de la progresión geométrica.
Surgieron sistemas reproductores cada vez más elaborados. Los sistemas que copiaban mejor producían mas copias. Los que copiaban pobremente producían menos. Pronto, la mayor parte de las moléculas se organizaron en estructuras moleculares, en sistemas privados. No se trataba de que algunas moléculas llegaran a tener una idea o sentir una necesidad, deseo, o aspiración; simplemente, tales moléculas que producían copias continuaron haciéndolo, y muy pronto la superficie del planeta se transformó por el proceso de copia. Con el tiempo, los mares se llenaron de estas moléculas que formaban estructuras, metabolizando, y multiplicándose… y repitiendo estos procesos una y otra vez. Luego surgieron sistemas más complicados, las estructuras moleculares comenzaron a actuar moviéndose hacia donde los cimientos de copia eran más abundantes, evitando a las estructuras moleculares que incorporaban a sus vecinos. La selección natural llegó a ser un tamiz molecular, eligiendo las combinaciones de moléculas mejor dotadas para una mejor multiplicación.
Mientras tanto, se establecían los cimientos, los alimentos, las piezas para copias posteriores, principalmente mediante la luz solar, los relámpagos y los truenos, todo ello guiado por la cercana estrella. Los procesos nucleares en el interior de las estrella fueron los que dieron impulso a los procesos planetarios que condujeron a una vida sostenida.
A medida que se fueron agotando los alimentos, surgió de nuevo una nueva especie de estructura molecular capaz de producir principios moleculares internos, lejos del agua, del aire y de la luz del sol. A los primeros animales se unieron las primeras plantas. Los animales se convirtieron en parásitos de las plantas como ya lo habían sido en un principio en el mana estelar caído de los cielos. Las plantas cambiaron lentamente la composición de la atmósfera; el hidrogeno se perdió en el espacio, el amoniaco se transformó en nitrógeno y el metano en anhídrido carbónico. Por primera vez, se producía el oxigeno en la atmósfera en cantidades importantes, el oxigeno, un gas venenoso capaz de convertir todas las moléculas orgánicas autocopiadotas en gases simples como el agua y el anhídrido carbónico.
Pero la vida tropezó con este supremo reto: En algunos casos horadando o minando hacia medios ambientes en los cuales el oxigeno estaba ausente, pero –en las variaciones de mas éxito- evolucionando no solo para que sobreviviese al oxígeno, sino también para usarlo e el mas eficaz metabolismo de alimentos.
Evolucionaron el sexo y la muerte, procesos que aumentaron notablemente el proceso de selección natural. Algunos organismos evolucionaron en sus partes duras, crecieron y sobrevivieron en el terreno. Se aceleró el proceso de producción de formas mucho más complejas. Evolucionó también el vuelo. Enormes bestias de cuatro patas atronaban las humeantes selvas. Surgían pequeñas bestias y sobrevivían entre astucias y rapidez de la vida que se iban acrecentando cada vez más.
Mientras tanto, el clima también variaba. Ligeros cambios en la producción de luz solar, movimiento orbital del planeta, nubes océanos y casquetes polares, todo ello provocaba cambios climáticos aniquilando así grupos enteros de organismos y provocando la formidable proliferación de otros grupos al principio insignificantes.
Y entonces… la tierra se enfrió un tanto. Los bosques iniciaron su retirada. Pequeños animales arborícolas descendían de los árboles para buscarse un modo de vida en las llanuras. Se irguieron y usaron herramientas. Se comunicaban produciendo en el aire ondas de compresión con sus órganos de respiración y nutrición. Descubrieron que el material orgánico a temperatura suficientemente alta se combinaba con el oxígeno atmosférico para producir el plasma ardiente y estable llamado fuego. Mediante una interacción social, se aceleró el aprendizaje post Partum. Se desarrolló la caza comunal, se inventó la escritura, las estructuras políticas, la superstición y la ciencia, la religión y la tecnología.
Y entonces, un día, llegó una criatura cuyo material genético no era muy diferente de las estructuras moleculares reproductoras de cualquier otra clase de organismos del planeta que dicha criatura llamó tierra. Pero era capaz de reflexionar sobre el misterio de su rigen, de estudiar el extraño y tortuoso sender por el cual había surgido desde la materia estelar. Era el material el cosmos contemplándose a sí mismo. Consideró la enigmatica y problemática cuestión de su futuro. Se llamó a sí mismo hombre. Y ansió regresar a las estrellas.
