Hace siglos, la gente creía que la Tierra era única y estaba situada en el centro del universo. Actualmente sabemos que en nuestra galaxia hay centenares de miles de millones de estrellas, y que hay centenares de miles de millones de galaxias, un gran porcentaje de las cuales contienen sistemas planetarios. Los resultados descritos en este capítulo indican también que nuestro universo es uno de muchos universos y que sus leyes aparentes no están determinadas de forma única. Ello debe resultar decepcionante para los que esperaban que una teoría última, una teoría de todo, predijera la naturaleza de la física cotidiana. No podemos predecir características discretas como el número de dimensiones extensas del espacio o el espacio interno que determina las magnitudes físicas que observamos, como por ejemplo la masa y la carga del electrón y de otras partículas elementales, sino que utilizamos esos números para seleccionar las historias que contribuyen a la suma de Feynman.
Parece que nos hallemos en un punto crítico en la historia de la ciencia, en el cual debemos modificar nuestra concepción de los objetivos y de lo que hace que una teoría física sea aceptable. Parece que los valores de los parámetros fundamentales, e incluso la forma de las leyes aparentes de la naturaleza, no son exigidos por ningún principio físico o lógico. Los parámetros pueden tomar muchos valores diferentes y las leyes pueden adoptar cualquier forma que conduzca a una teoría matemática autoconsistente, y toman en general valores diferentes y formas diferentes en universos diferentes. Puede que ello no satisfaga nuestro deseo humano de ser especiales o de descubrir unas instrucciones claras que contengan todas las leyes de la física, pero ésa parece ser la forma de funcionar de la naturaleza.
Parece haber un vasto paisaje de universos posibles. Tal como veremos en el capítulo siguiente, los universos en que pueda existir vida como la nuestra son raros. Vivimos en uno de los universos en que la vida es posible, pero tan sólo con que el universo fuera ligeramente diferente seres como nosotros no podrían existir. ¿Qué podemos hacer con esa sintonización tan fina? ¿Es una evidencia de que el universo, a fin de cuentas, fue diseñado por un Creador benévolo? ¿O bien la ciencia ofrece otra explicación?
7 EL MILAGRO APARENTE
Los CHINOS hablan DE una Época, durante la dinastía Hsia (c. 2205 a 1782 a. C), en que nuestro entorno cósmico varió súbitamente. Aparecieron diez soles en el cielo. La gente en la Tierra sufría mucho de tanto calor, de manera que el emperador ordenó a un célebre arquero que disparara contra los soles adicionales. El arquero fue recompensado con una pildora que tenía el poder de hacerle inmortal, pero su mujer se la robó. Por ese delito fue desterrada a la Luna.
Los chinos estaban en lo cierto al pensar que un sistema solar con diez soles no resulta acogedor para la vida humana. Actualmente sabemos que, aunque se nos ofrecerían grandes posibilidades de broncearnos, la vida probablemente no se desarrollaría nunca en un sistema solar con múltiples soles. Las razones no son tan sencillas como el calor asfixiante imaginado en la leyenda china. De hecho, un planeta podría tener una temperatura agradable aunque orbitara alrededor de múltiples soles, al menos durante un cierto intervalo. Pero parece improbable que así se pudiera alcanzar un calentamiento uniforme durante largos intervalos de tiempo, situación que parece necesaria para la vida. Para comprender por qué, consideremos lo que ocurre con el tipo más sencillo de sistema de múltiples estrellas, un sistema con dos soles, que es denominado una estrella binaria. Aproximadamente, la mitad de las estrellas del firmamento son miembros de tales sistemas. Pero incluso los sistemas binarios sencillos sólo pueden mantener ciertos tipos de órbitas estables, del tipo mostrado en la figura. En cada una de ellas, es probable que haya intervalos de tiempo en que el planeta esté demasiado caliente o demasiado frío para poder al bergar vida. La situación sería aún peor para sistemas con muchas estrellas.
Nuestro sistema solar tiene otras propiedades «afortunadas» sin las cuales nunca habrían podido desarrollarse formas sofisticadas de vida. Por ejemplo, las leyes de Newton permiten que las órbitas planetarias sean círculos o elipses, que son círculos alargados, más anchos en un eje y más estrechos en otro. El grado de deformación de una elipse viene descrito por lo que se denomina su excentricidad, un número entre cero y uno. Una excentricidad vecina a cero significa que la figura se parece mucho a un círculo en tanto que una excentricidad próxima a uno significa que la figura está muy aplanada. Kepler estaba trastornado por la idea de que los planetas no se mueven en círculos perfectos, pero la órbita de la Tierra tiene una excentricidad de tan sólo un 2 por 100, lo que significa que casi es circular. Como veremos, eso es un gran golpe de suerte.
Los patrones estacionales del clima terrestre están determinados principalmente por la inclinación del eje de rotación de la Tierra con respecto al plano de su órbita alrededor del Sol. Por ejemplo, durante el invierno en el hemisferio septentrional, el Polo Norte tiene una inclinación que lo aleja del Sol. El hecho de que la Tierra se halle más cerca del Sol en esa época -sólo unos 146,4 millones de kilómetros, en comparación con los 150,8 millones de kilóme tros a que se encuentra a principios de julio- tiene un efecto des preciable sobre la temperatura, en comparación con los electos de la inclinación. Pero en los planetas con una excentricidad orbital grande la variación de la distancia al Sol desempeña un papel mucho mayor. En Mercurio, por ejemplo, con una excentricidad de un 20 por 100, la temperatura es unos 110 °C más cálida en la época de máxima aproximación del planeta al Sol (perihelio) que cuando está más alejado del Sol (afelio). De hecho, si la excentricidad de la órbita de la Tierra fuera próxima a la unidad, los océanos hervirían cuando alcanzáramos el punto más próximo al Sol y se congelarían cuando alcanzásemos el punto más lejano, lo cual haría que ni las vacaciones de invierno ni las de verano fueran demasiado agradables. Excentricidades orbitales grandes no conducen a la vida, de manera que hemos sido afortunados de tener un planeta cuya excentricidad orbital sea próxima a cero.
También hemos tenido suerte en la relación entre la masa del Sol y su distancia a la Tierra, ya que la masa de la estrella determina la cantidad de energía que libera. Las estrellas mayores tienen una masa de aproximadamente cien veces la masa del Sol, y las menores son unas cien veces menos masivas que el Sol. Y aun así, suponiendo que la distancia Tierra/Sol está fijada, si nuestro Sol fuera tan sólo un 20 por 100 más masivo o menos masivo, la Tierra sería más fría que actualmente Marte o más caliente que Venus en la actualidad.
Tradicionalmente, dada cualquier estrella, los científicos definen la «zona habitable» como la estrecha región alrededor de la estrella en la cual las temperaturas planetarias son tales que puede existir agua líquida. La zona habitable en nuestro sistema solar, representada abajo, es muy pequeña. Afortunadamente para aquellos de nosotros que somos formas de vida inteligente, ¡la Tierra está precisamente en esa zona!
Newton creía que nuestro sorprendentemente habitable sistema solar no había «surgido del caos por las meras leves de la naturaleza», sino que el orden del universo fue «creado por Dios al principio y conservado por El hasta nuestros días en el mismo estado y condición». Es fácil comprender por qué se puede creer eso. Esas casualidades tan improbables que han conspirado para hacer posible nuestra existencia, y el diseño del mundo hospitalario para la vida humana, serían en verdad sorprendentes si nuestro sistema solar fuera el único sistema planetario en el universo. Pero en 1992 se realizó la primera observación confirmada de un planeta que giraba alrededor de una estrella que no era nuestro Sol. En la actualidad conocemos centenares de planetas como ése, y poca gente duda de que exista un número incontable de otros planetas entre los muchos miles de millones de estrellas de nuestro universo. Ello hace que las coincidencias de nuestras condiciones planetarias -una sola estrella, la combinación afortunada de la distancia Tierra-Sol y la masa solar- sean mucho menos asombrosas y mucho menos elocuentes como evidencia de que el universo fue cuidadosamente diseñado sólo para complacernos a los humanos. Hay planetas de todas clases y algunos -al menos uno- albergan vida, y cuando los seres de un planeta que alberga vida examinan el mundo que les rodea se ven forzados a concluir que su ambiente satisface las condiciones necesarias para que ellos existan.