26 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, marzo 2015

(IN)TRASCENDENCIA CÓSMICA

La cuestión de si estamos solos en el universo exige esclarecer nuestra importancia en términos cósmicos. ¿Somos excepcionalmente únicos o simplemente mediocres?

Caleb Scharf

A S T R O B I O LO G Í A

Desde nuestro irrisorio punto de vista, hablamos de una cantidad inconcebible de materia y de espacio. En lo que respecta al tiempo, la especie humana surgió de la noche a la mañana en el último instante de la vasta historia cósmica. Y todo indica que el universo tiene por delante un futuro mucho más amplio, del que podremos formar parte o no. Ante semejante perspectiva, el afán por hallar nuestro lugar en el cosmos puede parecer una broma colosal. Hemos de ser muy estúpidos para pensar que algún día encontraremos algo que nos haga importantes.

Y, sin embargo, eso es lo que intentamos hacer, a pesar de nuestra aparente mediocri-dad. Esta se hizo evidente hace 500 años, cuando Copérnico expulsó la Tierra del centro del sistema solar. La idea dio lugar a uno de los principios rectores de la ciencia de los últimos

Vivimos en un pequeño planeta que orbita alrededor de una estrella solitaria  y de mediana edad: una más de los 200.000 millones de estrellas que pueblan el descomunal remolino de materia de la Vía Láctea. A su vez, nuestra galaxia no es más que una de entre los cientos de miles de millones de estructuras si-milares que se calcula que existen en el universo observable, el cual se extiende 430.000.000.000.000.000.000.000 (4,3 · 1023) kilómetros en todas las direccio-nes del espacio.

Traducido y adaptado de The Co-

pernicus complex: Our cosmic sig-

niicance in a universe of planets 

and probabilities, de Caleb Scharf,

por acuerdo con Scientiic Ameri-

can/Farrar, Straus and Giroux.

Copyright © 2014 Caleb Scharf.

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siglos y, hasta hoy, representa una guía fundamental en nuestro camino para discernir la estructura subyacente del cosmos y la naturaleza de la realidad.

A la hora de tasar nuestra importancia, nos enfrentamos a un dilema: algunos hallazgos y teorías parecen indicar que la vida constituye un fenómeno ordinario; otros, sin embargo, su-gieren justo lo contrario. ¿Cómo organizar lo que sabemos sobre el cosmos —desde las bacterias hasta la gran explosión— para esclarecer si somos o no especiales? A medida que aprendemos más sobre nuestro lugar en el universo, ¿qué implicaciones sur-gen en nuestra búsqueda de vida más allá de la Tierra? ¿Qué pasos debemos dar?

LO qUE SABEMOSEn el siglo xvii, el comerciante y cientíico Antony van Leeuwen-hoek se valió de sus microscopios artesanales y vio por primera vez microorganismos, un viaje que lo transportó al extraño mun-do del microcosmos. Ese notable descenso por la escalera de las dimensiones físicas hacia el loreciente universo que llevamos dentro aportó uno de los primeros indicios de que los compo-nentes de nuestro cuerpo, nuestras estructuras moleculares, se hallaban en uno de los extremos de todo un espectro de escalas biológicas. Antes de Van Leeuwenhoek, dudo que el ser huma-no tuviera oportunidad de relexionar sobre este aspecto, salvo quizá de manera supericial.

En la Tierra viven organismos más grandes y pesados que nosotros; basta con ijarnos en las ballenas y los árboles. No obstante, nos encontramos mucho más cerca del límite superior de la escala biológica que de su extremo inferior. Las bacterias más pequeñas miden unos pocos cientos de milmillonésimas de metro; los virus más diminutos, unas diez veces menos. Nuestro cuerpo es entre diez y cien millones de veces mayor que los organismos más simples que conocemos.

Si consideramos los mamíferos terrestres de sangre caliente, nos hallamos también entre los más voluminosos, aunque algo lejos del máximo. En el extremo opuesto, nuestros parientes de menor tamaño son las musarañas enanas: diminutos peda-citos de carne y pelo de solo dos gramos de peso. Sobreviven en el límite de la viabilidad; su cuerpo sufre continuas fugas de calor de las que apenas pueden resarcirse comiendo sin cesar. Sin embargo, la mayoría de los mamíferos se encuentra más cerca de su tamaño que del nuestro. De hecho, la masa promedio de la población mundial de mamíferos apenas llega a los 40 gramos. Nuestro cuerpo, con toda su inteligencia y su complejidad celular, se sitúa en la frontera con la zona supe-rior. En términos relativos, no hay muchos mamíferos mayores que nosotros. Existimos en la divisoria que separa la compleja diversidad de los organismos menores y las limitadas opciones de los más voluminosos.

Consideremos ahora nuestro sistema planetario. Algunas de sus características resultan poco comunes. El Sol no pertenece a uno de los tipos de estrellas más abundantes (la mayoría son menos masivas). En la actualidad, los planetas describen órbitas

más circulares y separadas unas de otras que en la mayoría de los sistemas exoplanetarios. Además, entre nuestros vecinos no hay ninguna supertierra. Esta clase de mundos, más masivos que el nuestro, se hallan presentes en el 60 por ciento de los sistemas planetarios conocidos. Si fuéramos arquitectos cósmi-cos, consideraríamos nuestro sistema planetario un caso atípico, algo alejado de la norma.

Algunas de esas características derivan del hecho de que, al contrario que la mayoría de los sistemas planetarios, el sistema solar no ha sufrido ninguna reorganización dinámica completa. Eso no quiere decir que tengamos asegurado un futuro sin so-bresaltos: las simulaciones de última generación indican que, en unos cientos de millones años, las órbitas del sistema solar podrían entrar en una fase más caótica. Y, dentro de 5000 millo-nes de años, el Sol se hinchará y modiicará de manera drástica las propiedades de los planetas.

Todo apunta a que también vivimos en una frontera tem-poral, en la transición que separa una fase de juventud estelar y planetaria de otra de progresiva decrepitud. Que existamos en este período de relativa calma no resulta, a posteriori, tan sorprendente. Así ocurre con otras tantas circunstancias. Habi-tamos un rincón del cosmos que no es demasiado frío ni dema-siado caliente, donde la química no resulta demasiado inerte ni demasiado corrosiva, y que no se muestra demasiado inmutable ni demasiado voluble.

Hoy parece evidente que esa tranquilidad va mucho más allá de nuestro entorno galáctico. Si consideramos el cosmos en su conjunto, vivimos en un período muy posterior al rápido tumulto del universo joven y caliente. La formación de estrellas se está ralentizando en todo el cosmos. El ritmo medio al que se forman otros soles y sus planetas apenas llega al 3 por ciento del que tuvo lugar hace entre 11.000 y 8000 millones de años. Las estrellas comienzan a apagarse. Y, en términos cósmicos, hace tan solo 6000 o 5000 millones de años, la expansión del universo se es-taba decelerando. Hoy el cosmos se encuentra, una vez más, en medio de una transición suave. La energía oscura, un producto del mismo vacío, ha comenzado ya a acelerar el crecimiento del espacio, lo que impedirá que en el futuro se formen estructuras cósmicas mayores. Eso signiica que, en última instancia, la vida está condenada a un futuro de aislamiento y desolación en el seno de un universo cada vez más indescifrable.

Al juntar todos estos factores, queda claro que nuestra visión del universo interior y exterior es más que limitada. Nuestra

caleb scharf es director del Centro de Astrobiología de la Universidad de Columbia y autor de Gravity’s engines: How bubble-blowing black holes rule galaxies, stars, and life in the cosmos (Scientiic American/

Farrar, Straus and Giroux, 2012).

la tierra orbita alrededor de una de los cientos de miles de millones de estrellas de la Vía Láctea, una galaxia de tantas. Esta circunstancia encaja con el principio copernicano, según el cual ocupamos un lugar mediocre en el cosmos.

sin embargo, nuestro planeta parece reunir un conjunto de características orbitales privilegiadas. Además, algunas constantes fundamentales de la naturaleza parecen ajustadas para permitir la exis-tencia de los planetas y de la vida.

Para entender nuestra importancia o insigniican-cia cósmica, así como para evaluar la posibilidad de que en el universo existan otras formas de vida, los expertos habrán de reconciliar estas dos ideas aparentemente contradictorias.

E N s Í N T E s I s

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extraña posición nos brinda una perspectiva muy estrecha. De hecho, nuestra intuición básica en lo referente a los sucesos aleatorios y nuestro desarrollo cientíico, basado en la infe-rencia estadística, podrían haber sido muy distintos en otras circunstancias de orden o desorden, de espacio y de tiempo. Y el hecho de que estemos tan aislados de cualquier otra forma de vida en el cosmos —hasta el punto de que aún no hemos topado con ninguna— ejerce un impacto muy profundo sobre las conclusiones que podemos extraer.

DEDUCCIONESGran parte de los indicios con que contamos apoyan el principio básico de la mediocridad copernicana. Pero, al mismo tiempo, otros detalles de nuestro entorno sugieren lo contrario. Algunos de ellos han conducido a la formulación del principio antrópico: la observación de que ciertas constantes fundamentales de la na-turaleza parecen «inamente ajustadas» para situar el universo sobre la delgada línea que permite la existencia de un planeta como la Tierra y de la vida en él. Una ligera desviación hacia uno u otro lado, y el cosmos sería un lugar completamente dis-tinto. Si modiicásemos la intensidad relativa de la interacción gravitatoria, o bien no se formarían las estrellas —ni, por tanto, los elementos pesados—, o bien solo habría astros colosales que desaparecerían con rapidez sin dejar nada importante tras de sí: ni descendientes ni una senda hacia la vida. De igual modo, si alterásemos la interacción electromagnética, los enlaces quí-micos serían demasiado débiles o demasiado fuertes para dar lugar a la diversidad molecular que caracteriza la fantástica complejidad del cosmos.

¿Qué conclusión podemos extraer de tales contradicciones? Creo posible defender que los hechos nos empujan a adoptar una nueva idea cientíica sobre nuestro lugar en el cosmos. Una apartada tanto del principio copernicano como del antrópico y que, en mi opinión, bien podría convertirse en un principio por derecho propio.

Tal vez quepa llamarlo principio cosmocaótico, en referen-cia a la frontera entre el orden (el kosmos griego original) y el caos. Según él, la vida —y, en particular, la vida tal y como la conocemos en la Tierra— siempre se encontrará en la frontera de varios dominios deinidos por características como energía, ubicación, escala, tiempo, orden y desorden. La estabilidad o el caos de las órbitas planetarias o las variaciones en el clima y la geofísica de un planeta constituyen manifestaciones directas de esas características. Si nos alejamos de la frontera en una u otra dirección, la balanza se inclina hacia una condición hostil. La vida como la nuestra requiere la combinación correcta de ingredientes, de calma y caos, de yin y yang.

Esa proximidad al límite permite cambios y variaciones, pero no hasta tal punto que resulten abrumadores. Hay paralelismos

evidentes con el concepto de franja de habitabilidad de una estrella, según el cual los entornos planetarios moderados solo se alcanzan en un estrecho abanico de parámetros orbitales. Sin embargo, en lo que respecta a la existencia de vida, la zona acogedora puede ser mucho más dinámica. No tiene por qué estar ija en el espacio o en el tiempo, sino que podría constituir una cantidad multiparamétrica que constantemente se desvía, curva y retuerce, como las extremidades de un bailarín.

Si de veras nos hallamos ante un principio universal, pode-mos plantear posibilidades muy interesantes sobre nuestra tras-cendencia cósmica. A diferencia del punto de vista estrictamente copernicano, que enfatiza nuestra mediocridad y apunta a una gran cantidad de circunstancias similares en todo el universo, la noción de que la vida requiere una alineación de parámetros dinámica y cambiante reduce las opciones. Las oportunidades que esta nueva visión ofrece a la vida diieren también de las ideas antrópicas, que, en su versión más extrema, reducen la vida a un suceso único en el tiempo y en el espacio. Esta nueva regla identiica aquellos lugares donde la vida debería aparecer y su frecuencia potencial. Especiica las características necesa-rias para la vida en un espacio virtual de muchos parámetros y cartografía sus zonas fértiles.

Un principio como este no convierte necesariamente a los seres vivos en una parte especial de la realidad. Tal vez la biología constituya el fenómeno físico más complejo de este universo o de cualquier otro universo posible. Pero, probablemente, ahí acabe todo: una estructura natural muy intrincada y que solo surge cuando el orden y el caos concurren del modo adecuado. Y esta conceptualización de la vida en el gran esquema de la naturaleza nos conduce a resolver el rompecabezas que emana de los persuasivos, aunque nunca concluyentes, argumentos sobre su abundancia y su delicada escasez.

Léase una reseña de este libro en la página 89 de este mismo número.

Nuestra especie surgió de la noche a la mañana en el último instante de la vasta historia cósmica. Y todo indica que el universo tiene

por delante un futuro mucho más amplio, del que podremos formar parte o no. Ante semejante perspectiva, el afán por hallar nuestro

lugar en el cosmos puede parecer una broma colosal

Just six numbers: the deep forces that shape the universe. Martin Rees. Basic Books, 2001.

Life, unbounded. Blog del autor: blogs.scientiicamerican.com/life-

unbounded

la vida en el universo. Steven Weinberg en iyc, diciembre de 1994.el sino de la vida en el universo. Lawrence M. Krauss y Glenn D. Starkman

en iyc, febrero de 2000.buscando vida en el multiverso. Alejandro Jenkins y Gilad Pérez en iyc, marzo

de 2010.la benevolencia de los agujeros negros. Caleb Scharf en iyc, octubre de 2012.

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