«¿Por qué es el universo como es?
Porque está hecho para el hombre»
P. Manuel Carreira
Jesuita, teólogo y astrofísico,
explicaba luminosamente el «principio antrópico»
6/2/2020
Este lunes falleció en Salamanca a los 88 años de edad el padre Manuel Carreira Vérez, S.I., quien unía a su condición de filósofo y teólogo según los exigentes cánones de la formación jesuita, la de astrofísico y cosmólogo formado en Estados Unidos. Allí se doctoró en Física con una tesis sobre los rayos cósmicos dirigida por Clyde Cowan, co-descubridor del neutrino junto a Frederick Reines y moralmente Premio Nobel, pues Reines lo recibió en 1995 por ese descubrimiento, habiendo fallecido Cowan en 1974 y no entregándose los Nobel de manera póstuma. Esa excelente formación científica permitió al padre Carreira colaborar en proyectos de investigación de instituciones punteras en el ámbito de la astronomía, como la NASA y el Observatorio Vaticano, de cuya junta directiva fue miembro durante quince años.
Además, en su condición de jesuita aprovechó sus conocimientos para una importante misión apologética: mostrar no solo la armonía entre la ciencia, la filosofía y la fe en cuanto vías distintas de conocimiento de una Verdad única, sino también el carácter preparatorio o preambular de algunas conclusiones de la física moderna respecto a la visión religiosa del universo. El padre Carreira fue un gran divulgador de esa perspectiva, que transmitía con la doble autoridad del sacerdote y del científico a través de numerosos libros: entre otros, En torno al darwinismo, Metafísica de la materia, El hombre en el cosmos y Ciencia y fe: ¿relaciones de complementariedad?
Precisamente en este último título, publicado por Voz de Papel en 2004, explicó con meridiana claridad el llamado "principio antrópico", que surge precisamente en el ámbito de las disciplinas experimentales -es básicamente fisicoquímico, pero encuentra apoyo también en la geología y la biología- ante la abrumadora cantidad de datos que singularizan y definen el universo entero en función de la existencia exclusiva del ser humano sobre la Tierra.
A continuación reproducimos amplios extractos de esa explicación. (Los ladillos son de ReL. Al final del artículo puede descargarse, por cortesía de la editorial Voz de Papel, el capítulo completo en PDF.)
El principio antrópico
El principio antrópico intenta encontrar respuesta a una pregunta que puede ser tal vez muy ambiciosa: ¿qué relación hay entre toda la enormidad del universo y nuestra existencia?...
Es, curiosamente, desde el punto de vista de la física y de la astronomía desde donde se ha estado insistiendo —una y otra vez, desde hace más de cuarenta años— en que nuestra existencia tiene una relación tan íntima con las propiedades y la evolución del universo en su totalidad…
Somos el resultado de un conjunto enorme de pequeñas «casualidades» —podríamos llamarlas así— sin las cuales la vida inteligente no podría darse. Y entonces hay que preguntarse: ¿por qué tiene el universo esas propiedades? ¿Por qué es el universo tal que permite que existamos?...
Unas magnitudes físicas muy precisas
¿Qué ocurriría si el universo tuviese una masa notablemente mayor que la que tiene? La masa del universo en términos físicos es de aproximadamente 1056 gramos. ¿Qué ocurriría si en lugar de esto fuesen 1057 ó 1055? Parece que poco importaría a nadie, excepto a los matemáticos. Pero cuando se calculan las consecuencias de ese cambio, se llega a una conclusión sorprendente: no podríamos existir.
Cuando estudiamos partículas elementales vemos que un protón, que es la unidad de carga positiva, tiene la misma carga que el electrón, la unidad de carga negativa, pero el protón es 1836 veces más pesado que el electrón. ¿Por qué? ¿Qué ocurriría si en lugar de 1836 fuese 2000 ó 1500? No estaríamos aquí.
En física se habla de cuatro fuerzas, y sólo cuatro. Toda la física tiene que explicarse como la actividad de cuatro fuerzas: la gravitatoria, la electromagnética, la nuclear fuerte y la nuclear débil. Si yo comparo la fuerza electromagnética con la fuerza gravitatoria, encuentro que la interacción entre dos electrones —que se repelen, pero que se atraen por fuerza gravitatoria— es aproximadamente 1040 veces más intensa en su efecto de repulsión que en la atracción. La fuerza electromagnética es increíblemente más potente que la fuerza gravitatoria. ¿Podría cambiarlo y que fuese 1041 ó 1039? No estaríamos aquí.
La fuerza nuclear fuerte comparada con la fuerza electromagnética es 137 veces más intensa. Otro número raro. ¿Por qué? ¿Qué ocurriría si fuese 150? No estaríamos aquí…
El Sol es una estrella un poquito mayor que la mayor parte de las estrellas: parece muy ordinaria. ¿Qué ocurriría si tuviese un 10% más masa? No estaríamos aquí. ¿Y si tuviese un 10% menos masa? Tampoco estaríamos aquí. ¿Y si el planeta Tierra estuviese a una distancia del Sol un 10% más cerca o más lejos? Tampoco estaríamos aquí. ¿Y si el planeta Tierra tuviese un 10% más masa o menos? Tampoco estaríamos aquí. ¿Y si no existiese la Luna? No estaríamos aquí…
La importancia de la Luna
Ahora se ha llegado a una nueva explicación que se refuerza con simulaciones de ordenador: tenemos la Luna gracias a un acontecimiento enormemente improbable. Hace unos 4.500 millones de años, cuando la Tierra ya se había formado con un núcleo de hierro y una capa de minerales más ligeros alrededor (el manto), otro planeta mayor que Marte, ya también diferenciado de esa manera, chocó con la Tierra primitiva, y chocó con un ángulo y una velocidad correctas para que se mezclasen los materiales de las capas exteriores de ambos. Una nube incandescente de esa mezcla volatilizada saltó al espacio, y de eso se formó la Luna, mientras los dos núcleos de hierro de los dos planetas se fundieron en uno. Ningún otro planeta ha tenido un episodio semejante en su formación.
La Tierra tiene ahora una tercera parte de su masa en un núcleo de hierro a la temperatura de 4000 grados y este núcleo caliente (que gira, porque la Tierra gira rápidamente) produce un campo magnético alrededor, como una dinamo, y esto protege la superficie terrestre de partículas de alta energía que vienen constantemente del Sol y del espacio externo, los rayos cósmicos. Si no tuviésemos ese campo magnético, los rayos cósmicos estarían constantemente causando mutaciones nocivas en los seres vivos. El calor de ese núcleo produce una semifusión de la capa más externa, y —en períodos de millones de años— hay corrientes de roca semifluida que presionan contra la corteza terrestre rígida, y la rompen en placas. Los trozos se mueven dando lugar a la formación de montañas y a una renovación constante de la superficie terrestre y de la atmósfera (tectónica de placas)…
Y la presencia de la Luna sigue siendo beneficiosa. Al principio la Tierra giraba muy deprisa, y una consecuencia del giro muy rápido era un movimiento general de la atmósfera en corrientes de vientos huracanados paralelos al Ecuador. Pero la Luna fue frenando el giro de la Tierra, porque la Luna causa mareas, primero en un océano de lava fundida que cubría la Tierra primitiva, luego en los océanos ya de agua, y ha ido frenando ese giro, dando a la Tierra una atmósfera mucho más tranquila y uniforme.
Las estaciones el año se deben a que el eje de giro de la Tierra no es perpendicular al plano de su órbita. Y unas veces es el hemisferio norte el que está apuntando hacia el Sol y otras veces es el hemisferio sur, y por eso cambian las estaciones, excepto muy cerca del Ecuador, y se distribuye el calor solar más uniformemente sobre toda la superficie terrestre. Porque si la Tierra tuviese el eje de giro vertical, habría una franja central abrasada, dos franjas extremas siempre heladas y dos franjas que serían como dos mundos distintos incomunicados en las zonas centrales. Si no existiese la Luna, la inclinación del eje de la Tierra cambiaría de manera sistemática desde 0 grados hasta más de 60, con cambios de clima totalmente incompatibles con la evolución vital. Pero la Luna actúa como balancín, y mantiene la inclinación del eje casi con el mismo valor de 23,5 grados, cambiando apenas un grado en centenares de millones de años...
Un lugar único en nuestra galaxia
Son los físicos los que hoy dicen: si se pone como condición al Creador que el universo debe ser tal que permita que exista la vida inteligente, se puede decir que no hay alternativas. El universo tuvo que ser creado con un ajuste finísimo, hasta el decimal 50 de algunas de las constantes que definen las propiedades de la materia, para que —al menos en un lugar privilegiado— haya podido aparecer la vida inteligente, el hombre como animal racional…
Estudios recientes indican que en la parte próxima al centro de la galaxia la vida no podría darse, porque hay una cantidad enorme de energía producida por un núcleo activo donde hay probablemente un agujero negro con una masa equivalente a tres millones de veces la del Sol. Y la cantidad de energía producida en ese entorno hace que toda posible vida dentro de esa zona esté sujeta a una cantidad de radiación nociva que posiblemente sólo permitiría que hubiese —tal vez— microbios. Tampoco puede haber vida en la periferia más lejana de la Vía Láctea, porque para la vida hacen falta elementos pesados como el calcio, el carbono, el hierro, el fósforo, el oxígeno, etc., y las estrellas de esta zona periférica apenas tienen elementos pesados, y por lo tanto es muy poco probable que haya un planeta como la Tierra que está hecho casi todo de elementos pesados…
La atmósfera retiene parte del calor del Sol: es el efecto invernadero. Sin él, no estaríamos aquí. Porque sin efecto invernadero la temperatura típica de la Tierra sería de –20ºC, pero como la atmósfera retiene el calor del Sol, la temperatura típica es 20ºC…
Para retener una atmósfera, un planeta necesita suficiente masa, y necesita también no tener una temperatura demasiado elevada. La Tierra tiene tanta masa como Venus, Marte, Mercurio y la Luna juntos. Mercurio no tiene atmósfera alguna, la Luna tampoco, Marte sólo menos de la centésima parte de la presión atmosférica terrestre: son todos cuerpos con masa insuficiente. Venus tiene masa adecuada, pero está más cerca del Sol, y está tan abrasado que las rocas no pueden reaccionar con los gases de la atmósfera, y un efecto invernadero exacerbado eleva la temperatura de la superficie de Venus a 500ºC. De modo que de todos los posibles planetas de tipo terrestre sólo la Tierra tiene el conjunto de propiedades de masa, órbita, composición, etc., para que podamos nosotros estar aquí...
Las condiciones para la vida
Para estudiar cómo apareció la vida en la Tierra sólo podemos buscar restos en las capas sedimentarias, pero no sabemos ni dónde ni cuándo ni cómo apareció la vida. Sólo podemos decir que la vida exige el estado líquido y también una molécula gigantesca capaz de almacenar toda la información genética. En la célula tiene que encontrarse toda la información para que de una generación a otra, durante miles de generaciones, se mantenga el mismo tipo específico pero que no haya nunca dos individuos totalmente idénticos hasta el último átomo. Para almacenar toda esa información hace falta una molécula con miles de millones de átomos, porque sólo a nivel atómico se puede almacenar tanto dato en el núcleo de una célula que sólo se ve al microscopio.
El único elemento capaz de formar tales moléculas es el carbono, y así la vida se basa en la química del carbono, en un medio líquido compatible con su actividad. Sólo el agua tiene las propiedades adecuadas y es cósmicamente abundante. Por tanto, dondequiera que haya vida en todo el universo, sólo puede basarse en la química del carbono y en el agua en estado líquido. Y sólo la Tierra, de todos los planetas del sistema solar, ha tenido agua en estado líquido, ininterrumpidamente, durante 3500 millones de años. Marte tuvo algún período de lluvias torrenciales que probablemente duró unos cientos o miles de años. Si hubo un conato de desarrollo de vida allí a nivel microscópico no pudo prosperar. ¿Por qué? Porque Marte tiene demasiada poca masa y no retiene atmósfera suficiente para que el agua pueda existir como líquido: necesariamente se evapora o se sublima a partir del hielo...
Los microbios fueron la única forma de vida en la Tierra durante 3000 millones de años. Si tuvieron que pasar 3000 millones de años de desarrollo de vida microscópica antes de poder llegar ni siquiera a un gusanillo, eso quiere decir que cualquier estrella que no mantenga la temperatura de un planeta prácticamente constante durante miles de millones de años no puede tener un planeta habitable, y cualquier estrella que tenga un 10% más masa que el Sol ya no dura lo suficiente. Y si el planeta está alrededor de una estrella con un 10% menos masa que la del Sol, la luminosidad de la estrella se reduce, el planeta tiene que estar más cerca para tener agua en estado líquido, y entonces se da el fenómeno que llamamos de rotación sincrónica, que es el que hace que veamos a la Luna siempre con la misma cara hacia la Tierra. Un planeta así tendría un hemisferio siempre helado y otro abrasado…
Éstos fueron los reyes de la Tierra —los dinosaurios— durante 150 millones de años. ¿Podrían haber durado otros 60 millones de años o estaban ya en camino de extinguirse? La única razón de que no existan hoy es que hace unos 65 millones de años les cayó encima un peñasco de unos 10 km de diámetro, que causó una onda de altísima temperatura con incendios de escala planetaria, y luego, al chocar con la superficie, llenó la atmósfera de polvo y humo, de tal manera que durante años no llegó la luz del Sol. Las plantas se murieron, se murieron los animales, y el 80% o más de todos los seres vivientes de la Tierra desaparecieron. Y ésa es solamente la última de cinco grandes extinciones: en algunas de ellas se perdieron más del 90% de todos los seres vivientes. Y de no haber habido esas extinciones, no estaríamos aquí. Una vez más, ¿puede uno predecir que en algún sitio ha de ocurrir todo esto así, porque sí?...
Hecho para el hombre
Creo que lo dicho es suficiente para dar una base muy sólida a la afirmación de que todo está hecho, como dice la Biblia, con número y medida. Que todo está hecho con una finalidad, que es que pueda darse la vida inteligente.
¿Y por qué es el universo así? ¿Por casualidad? El decir que es por casualidad es lo mismo que decir porque sí. La casualidad en ciencia solamente puede calcularse de una manera: se calculan las probabilidades de diversos modos de ocurrir algo y entonces se dice que ocurre por casualidad de una forma u otra con mayor frecuencia. Cuando sólo hay un caso, como es el universo (porque hablar de otros universos es hablar de ciencia-ficción) uno no puede hablar de casualidad. Entonces, ¿qué queda? El universo es como es por una decisión finalística en que el Creador —que es responsable de que el universo exista— crea con un fin, porque todo aquél que actúa inteligentemente actúa por un fin, y el fin lo podemos inferir precisamente de toda esa serie de ajustes que permite que nosotros existamos:
¿Por qué es el universo como es?
Porque está hecho para el hombre