Capítulo 14: Preguntas en el borde

Noche 164: Las horas tranquilas

El día 164 de la misión, Noor tuvo un turno poco habitual. Un experimento de la estación necesitaba un pequeño ajuste en mitad de la noche de la tripulación, a una hora en que los equipos de tierra querían que alguien estuviera despierto para vigilarlo. Tomás y Ade dormirían como siempre. Noor se acostaría temprano, se despertaría cuando sonara la alarma, haría el trabajo y vigilaría el experimento durante unas horas antes de volver a dormir. En tierra también lo vigilarían, desde sus pantallas muy abajo. No estaría realmente sola, pero la estación se sentiría muy silenciosa.

La alarma sonó a la hora acordada. Abrió la cremallera del saco de dormir, salió con un suave empujón de su pequeña cabina y flotó por el módulo en penumbra. Por la noche, las luces de la estación se bajan. Los ventiladores zumbaban, como siempre, porque en ingravidez el aire no se mueve por sí solo, y sin los ventiladores el aliento de una persona dormida podría acumularse alrededor de su cara. Pequeñas luces verdes y azules brillaban en los paneles de control. En algún sitio, una bomba se encendía y se apagaba con un chasquido.

El ajuste llevó solo veinte minutos. Noor siguió el procedimiento en su tableta, paso a paso, y desde tierra le confirmaban cada paso con voz suave por los auriculares. Después no quedaba nada que hacer salvo mirar las cifras en una pantalla y esperar. Flotó hasta la ventana grande. La estación estaba en el lado nocturno de la Tierra. Abajo, el planeta era una forma oscura, con finos hilos de luz donde vive la gente y, aquí y allá, el parpadeo de una tormenta lejana. Arriba había más estrellas de las que podía contar.

A lo largo del borde del planeta oscuro había un resplandor fino y débil, algo verdoso, tendido sobre la Tierra como una cinta. Se llama luminiscencia atmosférica. En lo alto de la atmósfera, átomos y moléculas que la luz del Sol cargó de energía durante el día devuelven poco a poco esa energía en forma de una luz muy débil. Desde el suelo es casi imposible notarla. Desde la estación, en una noche oscura, dibuja toda la curva de la Tierra. Noor ya la había visto muchas veces, pero todavía la hacía detenerse a mirar. Luego la estación siguió su carrera y, al poco rato, una línea brillante de amanecer apareció en el borde del planeta, y la noche terminó hasta la siguiente órbita.

En el silencio, Noor pensó en Sami, que probablemente estaba conduciendo por una carretera oscura en ese mismo momento. Las personas que trabajan de noche conocen esa sensación. El mundo duerme, el trabajo está tranquilo, y la mente empieza a vagar hacia preguntas grandes. Ese mismo día, Sami le había enviado un mensaje con una pregunta exactamente así: «Si el universo empezó hace 13 800 millones de años», escribió, «¿dónde está su borde? ¿Y qué había antes de que empezara?».

Son algunas de las preguntas más antiguas que se ha hecho la gente, y de las más difíciles. La historia de esta noche trata de ellas. Es una historia con más puertas abiertas que cerradas. Veremos lo que pueden decir los astrónomos, y seremos honestos sobre los lugares donde nadie sabe.

¿Hasta dónde podemos ver?

Empecemos por lo que podemos ver. La luz viaja a unos 300 000 kilómetros por segundo, y el universo tiene unos 13 800 millones de años. Así que es natural pensar que solo podemos ver 13 800 millones de años luz en cada dirección, porque la luz de más lejos no ha tenido tiempo de llegarnos. Esta idea se acerca a la verdad, pero se le escapa un detalle importante: mientras la luz viajaba, el espacio se estiraba.

Imagina a una trabajadora que camina por una cinta transportadora de un aeropuerto, solo que la cinta se va alargando mientras ella camina. Camina a velocidad constante, pero cuando llega al final, el lugar de donde salió está mucho más lejos detrás de ella que la distancia que ha recorrido. La luz de los lugares más lejanos se comporta un poco así. Lleva casi 13 800 millones de años viajando hacia nosotros, pero durante ese tiempo el espacio entre nosotros y su punto de partida se ha estirado enormemente.

Así que los lugares más lejanos cuya luz nos ha llegado están ahora mucho más lejos de 13 800 millones de años luz. Según las mediciones actuales, el borde de la región que podemos ver está ahora a unos 46 000 millones de años luz en todas las direcciones. Los astrónomos llaman a esta región el universo observable: la parte del universo desde la que la luz ha tenido tiempo de llegarnos desde el comienzo. La luz más antigua, que conocimos una noche anterior, viene de muy cerca de ese borde.

Mirar hacia ese borde es también mirar atrás en el tiempo. Cuanto más lejos miramos, antes salió la luz de su fuente. Las galaxias más lejanas que han encontrado los telescopios se ven tal como eran cuando el universo tenía solo unos cientos de millones de años. Más allá está la luz más antigua, liberada unos 380 000 años después del comienzo. Y más allá de eso, la luz corriente no puede llevarnos, porque antes de esa época el universo era una niebla brillante que la luz no podía atravesar. Así que el universo observable no es solo un espacio. Es también un largo registro de la historia, con las páginas más recientes más cerca de nosotros y las más antiguas más lejos.

Es importante entender qué es este borde. No es una pared, y no es el final del universo. Es un horizonte, como el horizonte que ves en el mar. Cuando estás en una playa, solo puedes ver el agua hasta cierta línea, pero el mar no se acaba ahí. La línea es solo el límite de tu vista. Del mismo modo, el borde del universo observable es el límite de lo que podemos ver desde donde estamos. Un ser que viviera en una galaxia lejana tendría su propio universo observable, centrado en sí mismo.

Más allá del horizonte

¿Qué hay más allá de nuestro horizonte? Casi con seguridad, más universo. Por lo que sabemos, a las mayores escalas el universo se ve más o menos igual en todas las direcciones y en todos los lugares: galaxias, cúmulos de galaxias y los grandes filamentos y regiones vacías de la red cósmica. No hay ninguna señal de que el universo cambie o se acabe justo más allá de lo que podemos ver. Por eso la mayoría de los astrónomos esperan que más allá de nuestro horizonte haya más galaxias, muy parecidas a las que conocemos.

¿Cómo saben los astrónomos que el universo se ve igual en todas las direcciones? Cuentan y cartografían galaxias por todo el cielo y encuentran que, a las mayores escalas, están repartidas de forma parecida en todas partes. La luz más antigua tiene casi exactamente la misma temperatura en todas las direcciones, con solo diferencias diminutas. Si nuestra parte del universo fuera especial, por ejemplo si estuviera cerca de algún centro o de algún borde, esperaríamos ver una diferencia entre un lado del cielo y el otro. No se ha encontrado ninguna diferencia grande de ese tipo.

Pero ¿cuánto más? Aquí llegamos a una verdadera incógnita. El universo puede ser extremadamente grande pero aun así finito. O puede seguir sin fin. Las dos posibilidades encajan con lo que podemos medir hoy. Las mediciones muestran que, a las mayores escalas que podemos ver, el espacio es casi exactamente «plano», que es una forma de decir que no parece curvarse sobre sí mismo como lo hace la superficie de una pelota. Si se curva, la curva es tan suave que todavía no podemos detectarla dentro de nuestro horizonte. Así que no sabemos si el universo entero es finito o infinito, y quizá nunca podamos saberlo con seguridad.

Puede ser una idea extraña para tenerla en la cabeza a las tres de la madrugada. Pero también hay algo tranquilo en ella. Durante la mayor parte de la historia humana, la gente no sabía qué había más allá de la siguiente cordillera o al otro lado del océano. Siguieron trabajando, construyendo y preguntándose cosas. Nosotros estamos en una situación parecida, solo que a una escala mucho mayor. Nuestro horizonte es más amplio que cualquier horizonte que haya conocido la humanidad, y aun así hay más allá.

También merece la pena recordar que el universo observable no es pequeño. Contiene cientos de miles de millones de galaxias, quizá más, y cada galaxia puede contener cientos de miles de millones de estrellas. Dentro de nuestro horizonte hay más de lo que nadie podrá estudiar nunca en detalle. Lo desconocido que hay más allá no hace menos maravilloso lo conocido.

Una idea llamada inflación

Ahora volvamos al comienzo, a los primerísimos momentos. En noches anteriores seguimos la historia desde las primeras fracciones de segundo, pasando por los primeros minutos, hasta la luz más antigua. Pero hay algunos enigmas sobre el mismo inicio que la imagen básica del comienzo caliente no explica por sí sola.

Un enigma es que la luz más antigua tiene casi exactamente la misma temperatura en todas las direcciones. Sin embargo, la luz de lados opuestos del cielo procede de regiones que, en la imagen básica, nunca tuvieron tiempo de compartir calor entre sí. ¿Cómo llegaron a ser tan parecidas? Es un poco como entrar en dos habitaciones separadas en los extremos opuestos de un gran edificio y encontrar que las dos tazas de té de las mesas están exactamente a la misma temperatura, aunque nadie podría haber llevado calor de una habitación a la otra. Otro enigma es por qué el espacio es casi exactamente plano.

Hacia 1980, unos científicos propusieron una idea para responder a estos enigmas. Se llama inflación. Según esta idea, en un primer instante diminuto, muchísimo menos que un segundo, el espacio creció extremadamente deprisa, mucho más deprisa de lo que ha crecido desde entonces. Una región muy pequeña, que ya había llegado a tener una temperatura uniforme, se estiró hasta un tamaño enorme. Eso explicaría por qué partes lejanas del cielo se parecen tanto, y también alisaría cualquier curva, haciendo que el espacio parezca plano, igual que una pequeña parte de un globo enorme parece plana.

La inflación sugiere también de dónde vinieron las ondulaciones diminutas de la luz más antigua. En la idea de la inflación, variaciones aleatorias extremadamente pequeñas, más pequeñas que los átomos, se estiraron hasta tamaños enormes durante el crecimiento rápido. Esas variaciones estiradas se convirtieron en las regiones algo más densas y algo menos densas que más tarde crecieron hasta formar galaxias. El patrón de ondulaciones que han medido los satélites en la luz más antigua encaja bastante bien con las predicciones de la inflación.

Entonces, ¿es cierta la inflación? La respuesta honesta es que todavía no lo sabemos. Algunas observaciones encajan con ella, y muchos científicos la consideran la mejor idea que tenemos. Pero no se ha demostrado. Hay distintas versiones de la idea, y algunos científicos han propuesto otras explicaciones. Los astrónomos buscan ciertos patrones débiles en la luz más antigua que la inflación podría haber dejado. Si los encuentran, la idea se hará mucho más sólida. Si no, la pregunta seguirá abierta. Por ahora, la inflación es una idea con apoyos, no un hecho establecido.

¿Antes del comienzo?

¿Y qué hay de la segunda parte de la pregunta de Sami: qué había antes del comienzo? Aquí es donde la ciencia honesta tiene que decir con mucha claridad: no lo sabemos. Como vimos una noche anterior, nuestras leyes actuales de la física dejan de funcionar cuando intentamos describir el primer instante. No tenemos ninguna teoría comprobada que pueda decirnos qué ocurrió en ese punto, ni si hubo algo antes.

Muchos científicos esperan que algún día una nueva teoría ayude con esto. Hoy, la física tiene dos teorías de enorme éxito que funcionan en terrenos distintos. Una es la teoría de la gravedad de Einstein, que describe las estrellas, las galaxias y la expansión del espacio. La otra describe el mundo de lo muy pequeño, de los átomos y las partículas que hay dentro de ellos. En el primer instante, todo el universo era a la vez extremadamente pesado y extremadamente pequeño, así que harían falta las dos teorías a la vez. Pero nadie ha encontrado todavía una forma completa y comprobada de unirlas. Hasta que alguien lo consiga, el primer instante sigue fuera del alcance de nuestro conocimiento.

Puede incluso que la pregunta en sí no tenga sentido. Piensa en la pregunta «¿Qué hay al norte del punto más septentrional de la Tierra?». En la superficie de la Tierra, el norte es una dirección, pero si te pones en lo más alto del planeta, todas las direcciones son el sur, y no hay ningún norte más allá. Algunos científicos creen que el propio tiempo quizá empezó con el universo. Si es así, preguntar qué ocurrió «antes» del comienzo sería como preguntar qué hay al norte del punto más septentrional. No es una idea nueva. Hace más de mil años, algunos pensadores ya sugirieron que el tiempo quizá empezó junto con el mundo, y que no era algo que existiera por sí solo antes de él.

Otros científicos han explorado la idea de que nuestro universo surgió de algo anterior, quizá de una fase anterior o de un todo más grande. Algunas versiones de la inflación y de otras teorías sugieren que podría haber muchos universos, cada uno con su propio comienzo. Estas ideas son interesantes, y algunas están elaboradas con cuidado en las matemáticas. Pero hasta ahora no hay ninguna observación que demuestre que alguna de ellas es cierta. Son posibilidades que explorar, no descubrimientos.

Al principio, a mucha gente esto le resulta incómodo. Nos gustan las historias que empiezan con «érase una vez» y saben lo que vino antes. Pero hay en decir «todavía no lo sabemos» una clase de honestidad que merece respeto. Cada capítulo de este libro ha empezado con cosas que en otro tiempo eran desconocidas: la distancia de las galaxias, el crecimiento del espacio, la luz más antigua. Cada una de esas preguntas se respondió con un trabajo paciente. Quizá algunas de las preguntas de hoy también se respondan, gracias a personas que ahora son niños o a personas que todavía no han nacido.

Un mensaje escrito de noche

Las cifras de la pantalla se mantuvieron tranquilas. El experimento se comportaba bien. Poco antes de que terminara su guardia, desde tierra le dijeron a Noor que podía volver a dormir. Les dio las gracias, flotó una última vez hasta la ventana y miró las estrellas sobre la Tierra oscura.

Luego escribió a Sami. «Esta noche estoy despierta a la misma hora que tú», empezó. «Tu pregunta no tiene una respuesta completa. Podemos ver unos 46 000 millones de años luz en cada dirección, porque el espacio se estiró mientras la luz viajaba. Más allá probablemente hay más universo, pero nadie sabe cuánto. Y nadie sabe qué había antes del comienzo, ni si hubo un antes. Conduce con cuidado. Esta noche los dos trabajamos en la oscuridad».

Sami lo leyó unos minutos después, aparcado al borde de una carretera vacía. Miró hacia arriba por el parabrisas. «Entonces los dos estamos mirando la misma incógnita», respondió. «Buenas noches, hermana. O buenos días. Nunca estoy seguro de cuál es allá arriba».

Cuando terminó la guardia, Noor volvió a meterse en su saco de dormir. La estación seguía en silencio. Tomás dormía en su cabina, y Ade en la suya. Dentro de unas horas, las luces subirían, sonarían las alarmas de los demás y la jornada de trabajo volvería a empezar. Por ahora, cerró los ojos con las preguntas todavía abiertas, y se dio cuenta de que no le importaba.

Si estás leyendo esto tarde, después de un turno largo o de un día largo, quizá tú también sigas en vela mientras casi todo el mundo duerme. La noche puede hacer que las preguntas grandes pesen. Pero también pueden sentirse como compañía. Bajo el mismo cielo, la gente lleva miles de años preguntándose dónde está el borde y qué hubo antes. Esta noche, tú eres una de esas personas.

Malentendidos frecuentes

Mucha gente cree que el universo tiene un borde, como una pared al final de una habitación, y que más allá de la pared hay espacio vacío o nada en absoluto. Pero ninguna observación ha mostrado nunca un borde así. El borde del universo observable es un horizonte, el límite de nuestra vista, no el final del universo. No se conoce ningún lugar donde las galaxias se acaben y empiece una pared. Por lo que sabemos, el universo no tiene un borde de ese tipo.

Mucha gente cree también que, como el universo tiene unos 13 800 millones de años, solo podemos ver hasta 13 800 millones de años luz de distancia. Parece lógico, y sería cierto si el espacio no se hubiera estado estirando. Pero como el espacio se ha estado estirando mientras la luz viajaba, los lugares de donde salió la luz más lejana están ahora mucho más lejos. Por eso el borde del universo observable está ahora a unos 46 000 millones de años luz en todas las direcciones, aunque ninguna luz ha viajado durante más de unos 13 800 millones de años.

Por último, algunas personas creen que la ciencia ha demostrado que hay muchos universos. Quizá hayas visto esta idea en películas o artículos, a veces presentada como si fuera un hecho conocido. En realidad, las ideas sobre muchos universos son posibilidades que surgen de algunas teorías. No se han observado, y por ahora no hay ninguna prueba que demuestre que existen otros universos. Siguen siendo especulación, interesante pero no demostrada. La próxima noche es la última de la estancia de Noor, y repasaremos toda la historia, desde el comienzo hasta el cielo de la tarde sobre tu propia casa.