EL PROBLEMA DE LA INFINITUD DEL UNIVERSO.
Por Jaime Saiz.
Una vez que en anteriores artículos hemos recorrido la historia de la Astronomía, y conocida la estructura que presenta el Universo, podemos preguntarnos si hay alguna indicación que nos diga si éste ha existido siempre, o si ha evolucionado desde un comienzo hasta llegar a ser lo que es hoy.
Estas cuestiones se salen ya del campo puramente astronómico para entrar en el terreno de la Cosmología.
El problema de la infinitud del Universo
Ya los físicos del siglo XIX se planteaban preguntas como: ¿Es el Universo eterno en el tiempo? ¿Tiene un número infinito de estrellas? Sin embargo, el tratar de responderlas llevó a la Ciencia a un callejón sin salida:
- Por un lado, la casi totalidad de los científicos de entonces mantenía como un axioma de tipo filosófico, más que científico, que la materia es eterna y que el Universo es infinito tanto en el tiempo como el espacio y en el número de astros; incluso, la teoría filosófica del Materialismo Dialéctico, propuesta por Karl Marx, de gran boga en la época, mantenía como dogma básico que «la materia es eterna y en continua superación»[1].
- Por otra parte, los datos científicos de finales del siglo XIX presentaban un problema enorme ante esta visión del Universo. Dichos datos se resumen en tres paradojas que surgen de la suposición de la infinitud del mismo:
1) El segundo principio de la Termodinámica[2] dice que «todo proceso físico libera energía irrecuperable para nuevos procesos físicos»; dicha energía se llama entropía, y tiende a aumentar indefinidamente en todo el Universo. Así, dado suficiente tiempo, toda la energía del Universo se encontraría en forma de entropía, repartida a la misma temperatura por todos los cuerpos. Cuando esto ocurre, ya no puede haber fenómenos físicos ni intercambio alguno de energía, pues éste sólo se da espontáneamente de un cuerpo de más energía a otro de menos.
Así, se hablaba de la ‘muerte térmica’ del Universo. Como esto todavía no ha sucedido, se deduce que el Universo no puede ser eterno en el tiempo, conclusión que pone en claro entredicho el dogma filosófico, no científico, sostenido por la gran mayoría de los pensadores del siglo XIX, de que el Universo era eterno y que no se agotaban sus fuentes de energía.
2) La paradoja de Olbers[3] presentaba un problema más radical, que atendía a la infinitud del Universo en cuanto al número de estrellas que hay en él, y a su eternidad. Dicha paradoja pregunta por qué es oscuro el cielo nocturno. Si suponemos que el Universo tiene un número infinito de estrellas, todas brillando simultáneamente, al mirar en cualquier dirección deberíamos encontrar una estrella. Así como en un bosque suficientemente amplio no vemos finalmente espacio entre los troncos, tampoco deberíamos ver espacio entre las estrellas: el cielo nocturno debería ser tan brillante como la superficie del Sol.
Se intentó responder a esto suponiendo que hay materia opaca que oculta las estrellas distantes. Pero en un Universo eterno, dice la Termodinámica que todo material que absorbe luz acaba por ponerse a la misma temperatura que los cuerpos que la emiten; esas nubes opacas tendrían que terminar siendo tan brillantes como las estrellas.
3) La Ley de la gravitación universal acentúa incluso el problema de la paradoja de Olbers, pues es independiente de que el material sea opaco o no. Dicha ley dice que, en un Universo con una cantidad infinita de materia, el potencial gravitatorio, que es proporcional a la masa, tendrá que ser infinito en todos sus puntos, lo cual implica la no existencia de fuerzas gravitatorias, puesto que éstas exigen la diferencia de potencial gravitatorio. De aquí se deduce, por tanto, que el Universo tampoco es infinito en el número de estrellas.
Así pues, a fines del siglo XIX, la idea de que el Universo es eterno e infinito, se mantenía precariamente, en contra de estas afirmaciones científicas que presentaban un callejón sin salida tanto para el estado presente como para la evolución futura del Universo.
[1] El hecho es que ni la materia es eterna, como describiremos a continuación, ni está en continua superación, sino en declive, como veremos al hablar del futuro del Universo.
[2] La Termodinámica es la rama de la Física que estudia los procesos de intercambio de energía entre los cuerpos.
[3] Enrique Guillermo Matías Olbers, astrónomo y médico alemán (1758-1840).
