divendres, 10 de febrer de 2017

Una matèria que es desvetlla


   
                                                 NOTES SOBRE COSMOLOGIA

                                          
                         “Cada partícula és un microcosmos, i ofereix fidelment la imatge del món”.

                                                                                                 R.W. Emerson

   
   La cosmologia s'ocupa de l'estudi de l'univers com un tot, de la seva història i del seu origen (cosmogonia). Probablement és la ciència més antiga; és també la que s'apropa més a la filosofia. En el fons, quan estudiem el cosmos ens estem preguntant sobre nosaltres mateixos. Som éssers curiosos, atents a allò desconegut. Pensem sobre el sentit de l'existència i no podem deixar de fer-nos qüestions del tipus: D'on venim? Qui som? Per què som aquí?

Georges Rouault. Sortida de la Lluna (1930).

 Cada civilització ha elaborat els seus models cosmològics, però ha estat la ciència, amb la quàntica i la relativitat, sobretot, la que ens ha permès accedir a qüestions que semblaven irresolubles o simplement inimaginables. Tanmateix, resten moltes zones d'ombra que esperen ser desvetllades en els propers anys. En aquest sentit esdevé essencial la tasca realitzada en els acceleradors de partícules, imitant cada vegada amb més precisió les condicions que es van donar en els primers instants de l'univers. Un fil "miraculós" uneix el més petit amb el més gran; al bell mig, l'ésser humà expectant. 
  La cosmologia, com gairebé tota ciència, és sensible a la bellesa, a la poesia. Diria també que l'hi són imprescindibles. Alhora, la ciència és humil, no dogmàtica. Els models actuals acceptats són els que funcionen millor (han superat, per ara, totes les experiències), però potser, arran d'altres descobriments, s'hagin d'esmenar o, en tot cas, replantejar alguns dels seus fonaments, com ha passat en ocasions al llarg de la història.
  Tota cosmogonia és un acte de violència? Fou l'inici una explosió o simplement va tenir lloc (ja parlant del nostre univers) una inestabilitat en un punt determinat, com la pertorbació produïda per les ales d'una papallona en una porció minúscula d'aire? Si hi haguessin una multitud d’universos, tots haurien nascut de la mateixa manera? Sembla prou evident que allò que va passar en el primer segon va determinar tota l'evolució posterior, fins i tot la possibilitat de l'existència de vida. Insisteixo, la possibilitat. Que es produeixi o no aquella depèn d'altres factors, com del mateix atzar, probablement.   
  Tot seguit analitzem breument alguns dels conceptes fonamentals en cosmologia:

   
- Principi antròpic. És aquell que postula que el valor de certes constants de la natura (la de la gravitació, la constant de Planck, la massa de l'electró en repòs...) són tal que si fossin diferents no hi podria haver vida. 
  Dit això, podrien existir altres universos regits per lleis de la física d’allò més diverses, però només les que governen el nostre univers podrien ser susceptibles de l’existència d’éssers amb la capacitat de raonament com nosaltres, de tenir emocions, de fer el bé o de fer el mal. Estem, per tant, en un univers que ja estava preparat per a la vida? Només hi ha la vida tal com la coneixem? Hi poden haver altres formes d'existència més enllà del carboni i de l'aigua, per exemple? Per què aquestes constants són d'aquesta manera i no d'un altra? Quan l’univers mori i en neixi un altre, si és que s'esdevé així, qui ens pot garantir que els seus valors no puguin ser uns altres? 
  

 - Constant cosmològica. És un terme que en les equacions de camp expressa una força de repulsió còsmica que s'oposa a la gravetat. Ens explica l’expansió de l’Univers, com les galàxies s’allunyen unes de les altres i com ho fan amb més velocitat com més lluny de l’observador es trobin. Sembla ser que està relacionada amb l’energia fosca, una substància inconeguda responsable de l’allunyament de les galàxies i que contraresta la gravitació.     


  Allò complex neix del simple, segons sembla d'una inestabilitat, també anomenada fluctuació quàntica del buit. En la física quàntica, el no-res produeix alguna cosa encara que sigui durant un instant. Ilya Prigogine afirma que l’espai-temps es transforma en matèria quan la inestabilitat del buit es correspon amb una explosió d’entropia, un fenomen irreversible. Qualifica la matèria com una mena de "contaminació de l’espai-temps". Com quan una pedra xoca contra les aigües d'un llac encalmat.
  És d'aquí on va sorgir el lleuger desequilibri entre matèria i antimatèria? Si no hagués estat així, l'univers en néixer s'hauria anihilat ell mateix. Del no-res hauria tornat al no-res. Però en aquest univers, el nostre, ja hi havia en potència la creació de formes més complexes, com àtoms, molècules, galàxies o d'alguns éssers vius que fossin capaços de pensar, per exemple, sobre això? El caos possibilita la vida i la intel-ligència? És clar que el procés fou irreversible i el temps apuntà en una sola direcció. Però en aquest buit fluctuant ja hi preexistia el temps, també en estat potencial? Prigogine continua dient: “El naixement del nostre temps no és, doncs, el naixement del temps... El temps no ha nascut amb el nostre univers, el temps precedeix a l'existència, i podria fer que puguin néixer altres universos”. Però com es forma aquest temps? D'alguna manera, apunta Prigogine, s'inscriu a la matèria, amb les partícules tot just formades... 
  L'Univers s'expandeix inexorablement, ja des del seu inici, l'espai mateix es desplaça arrossegant les galàxies. Aquest i el camp gravitatori, com va saber veure Einstein, són el mateix. Un espai-temps sense la matèria no tindria sentit. La força de la gravetat, en canvi, es relativament tardana en la història evolutiva de l’univers; es va imposar centenars de milions d'anys després de la força nuclear (la força que lliga els protons i els neutrons formant el nucli atòmic) i de les forces electromagnètiques (la força que lliga els electrons en el nucli). 
  Tot indica que a l'univers l'espera una fi freda, sense llum, sense vida, on l'entropia haurà arribat al seu màxim, i on tampoc no hi haurà temps. Fins que es produeixi, qui sap, una altra inestabilitat i el motor s'engegui de nou...

  
Karl Schmidt-Rottluff. Desbordament del dic (1910).
- Radiació fòssil (o radiació de fons). El residu en forma de llum (microones) que perviu dels primers temps. La va predir George Gamow, i fou descoberta experimentalment per Penzias i Wilson. És, doncs, la primera llum, els fotons més vells, quan l’univers tenia només 400.000 anys d’existència. Molt abans del naixement d'estrelles i de galàxies, en el seu primer milió d'anys d'existència, l'univers va estar dominat per la llum. La radiació fòssil justament es va emetre en el moment del pas de l'opacitat a la transparència. Amb el temps aquesta llum es va anar debilitant. És una prova essencial de la idea d’una singularitat inicial. 
  Mirar "lluny" és mirar "aviat". Von Humboldt ho va saber expressar molt bé: "Tota mirada a l'espai ho és també del temps". Com tot fòssil és, doncs, una mesura del temps, una forma de memòria. Darrerament, la descoberta de les ones gravitatòries ens porta una mirada molt més enrere encara en el temps, la possibilitat de “veure” l’univers en els seus primers instants.



 Hubert Reeves ens descriu bellament l’univers com “la història d'una matèria que es desvetlla". Potser en algun altre lloc, en aquests precisos moments, s'està produint una inestabilitat. Abans, molt abans, ja s'han fet altres proves de crear nous universos, però han fracassat. Aquesta sembla que va bé. Si reïx del tot, la matèria acabada de néixer, sobreviu. Que pugui originar una consciència o sentiments de compassió, per exemple, ja és una altra cosa.



 

Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada