Capítulo 2: La luz es una mensajera del pasado

Noche 8: Dos horas en la cinta de correr

Hacia su octavo día en la estación, Noor ya había encontrado su ritmo. Se despertaba cuando la alarma vibraba suavemente dentro del saco de dormir, abría la cremallera y salía flotando al estrecho pasillo. Se lavaba los dientes con una pasta que se puede tragar, porque no hay lavabo donde escupir. Se lavaba la cara con un paño húmedo y el pelo con un champú que no necesita aclarado. El desayuno era un sobre de gachas de avena, rellenado con agua caliente de un pequeño grifo, y una bolsita de café que se bebía con pajita.

Después, como todos los días, llegaba el ejercicio. En ingravidez, el cuerpo nota enseguida que ya no tiene que sostenerse a sí mismo. Los huesos pierden parte de su fuerza, y los músculos, sobre todo los de las piernas y la espalda, se debilitan. Para frenarlo, cada persona de la estación hace unas dos horas de ejercicio al día. Noor empezó en la cinta de correr. Como sin más se alejaría flotando de ella, llevaba un arnés con dos correas elásticas que la tiraban hacia abajo, hacia la banda. Las correas le apretaban las caderas y los hombros, y correr resultaba extrañamente pesado y ligero a la vez.

Tras la cinta venía la bicicleta, que no tiene ruedas ni un sillín en el que nadie se siente de verdad, y luego una máquina para levantar peso. La máquina no usa pesas, porque una pesa no caería. En su lugar, tira de sus brazos y piernas con una fuerza constante, de modo que puede hacer sentadillas y levantamientos como en un gimnasio de la Tierra. Al terminar, tenía la camiseta húmeda. En ingravidez, el sudor no resbala por el cuerpo. Se acumula en pequeñas manchas brillantes sobre la piel, y ella lo secó con una toalla. Más tarde, las máquinas de la estación recogerían esa humedad del aire y la convertirían de nuevo en agua potable.

El resto del día fue de mantenimiento: cambiar un filtro, revisar una bomba, seguir una larga lista de comprobación enviada por los equipos de tierra. Esa noche, antes de dormir, Noor fue a la ventana grande. La estación acababa de entrar en la sombra de la Tierra. Con las luces de la pequeña sala apagadas, sus ojos se fueron acostumbrando y las estrellas aparecieron una a una. Notó algo de lo que había leído pero que nunca había visto. Las estrellas no titilaban. Cada una era un punto tranquilo y fijo.

En la Tierra, las estrellas titilan porque su luz atraviesa el aire en movimiento que tenemos encima, que la desvía un poco hacia un lado y un poco hacia otro. Por encima del aire, no hay nada que perturbe la luz. Noor miró una estrella brillante durante mucho rato y pensó en una pregunta que Sami le había enviado la noche anterior: «Cuando miro una estrella, ¿la veo como es ahora mismo?». Sabía que la respuesta era no. Y sabía que esa era la clave de toda la historia del comienzo.

La mensajera más rápida

La luz es lo más rápido que conocemos. Viaja a unos 300 000 kilómetros por segundo. Es lo bastante rápido como para dar más de siete vueltas a la Tierra en un solo segundo. Si enciendes una lámpara en tu cocina, la luz llega a la pared de enfrente tan deprisa que parece instantánea. Para casi todo en la vida diaria, podemos tratar la luz como si llegara en el mismo momento en que sale.

Puede que ya conozcas una manera de sentir la diferencia entre una mensajera rápida y otra más lenta. En una tormenta, primero ves el destello del rayo y después oyes el trueno. La luz te llega casi al instante, mientras que el sonido, que viaja casi un millón de veces más despacio, tarda unos segundos por cada kilómetro. Mucha gente cuenta los segundos entre el destello y el retumbar para calcular a qué distancia está la tormenta. Los astrónomos hacen algo parecido solo con la luz, pero sus segundos se convierten en minutos, años y millones de años.

Pero la luz no es instantánea. Tarda tiempo, y a la escala del espacio ese tiempo se vuelve muy apreciable. Es uno de los hechos más útiles de toda la astronomía. Casi todo lo que sabemos sobre las estrellas y las galaxias lo sabemos gracias a la luz que nos envían. La luz es la mensajera que trae noticias del resto del universo. Y, como cualquier mensajero que ha viajado mucho, trae noticias que ya no son del todo recientes.

Piensa en una carta que te envía por correo una amiga que vive lejos. Cuando la abres, lees lo que tu amiga hacía y sentía el día en que la escribió. Para cuando la lees, puede que se haya mudado, haya cambiado de trabajo o haya olvidado lo que escribió. La carta es verdadera, pero es una imagen verdadera del pasado. La luz del cielo es como esa carta. Siempre dice la verdad sobre el momento en que salió, y nunca sobre el momento en que llega.

Con la luz, el retraso depende de la distancia. Cuanto más lejos está algo, más tiempo lleva viajando su luz y más antiguas son las noticias que trae. Cerca, el retraso es minúsculo. Lejos, se vuelve enorme. Esta idea sencilla significa que, cuando miramos el cielo, no estamos mirando un solo momento. Estamos mirando muchos momentos distintos del pasado, todos a la vez, superpuestos como las páginas de un libro.

La Luna hace un instante, el Sol hace unos minutos

Empecemos cerca de casa. La Luna está a unos 384 000 kilómetros de la Tierra. Su luz, que en realidad es luz del Sol reflejada en su superficie gris, tarda unos 1,3 segundos en llegarnos. Así que, cuando miras la Luna, la ves como era hace algo más de un segundo. Es un retraso casi demasiado pequeño para importar, pero es real. Cuando, hace años, los astronautas hablaban desde la Luna con tierra, había una breve pausa en cada conversación, porque sus voces, transportadas por ondas de radio que viajan a la velocidad de la luz, necesitaban ese tiempo para recorrer la distancia de ida y vuelta.

El Sol está mucho más lejos, a unos 150 millones de kilómetros. Su luz tarda unos 8 minutos en llegarnos. Esto significa que el Sol que ves en el cielo de la mañana es el Sol de hace 8 minutos. Si el Sol cambiara de repente de algún modo, no lo sabríamos hasta pasados unos 8 minutos. No va a ocurrir nada parecido, pero es una idea llamativa. Cada amanecer que Noor contempla desde la estación, dieciséis veces al día, es en realidad una imagen del Sol tal como era unos minutos antes.

Los planetas que hay entre nosotros y las estrellas muestran el mismo retraso de una forma muy práctica. Los vehículos robóticos que exploran la superficie de Marte no se pueden conducir como un coche de juguete con mando a distancia. Una señal de radio tarda varios minutos en llegar hasta ellos, y a veces más de veinte, según dónde estén Marte y la Tierra en sus caminos alrededor del Sol. Cuando una imagen del robot llega a la Tierra, el robot lleva ya minutos ahí parado. Por eso los equipos que los manejan planean de antemano los movimientos de cada día y envían una lista de instrucciones, igual que una encargada que deja notas para el turno de noche.

Más allá del Sol, las distancias dan un salto enorme. La estrella más cercana después del Sol está tan lejos que su luz tarda algo más de cuatro años en llegarnos. La luz suya que llega esta noche salió de ella hace unos cuatro años. La mayoría de las estrellas que puedes ver a simple vista en una noche despejada están mucho más lejos. Su luz se puso en camino hace decenas, cientos o incluso unos pocos miles de años. Parte de la luz de las estrellas que entra en tus ojos esta noche empezó su viaje antes de que nacieran tus abuelos.

Y luego están las galaxias. La gran galaxia llamada Andrómeda, que conoceremos como es debido en la próxima noche de este libro, está a unos 2,5 millones de años luz. La débil mancha de su luz que se puede ver desde un lugar muy oscuro salió de ella hace unos 2,5 millones de años. Dicho de otro modo, la luz que te llega de Andrómeda lleva viajando más tiempo del que lleva existiendo nuestra propia especie. Las galaxias más lejanas que pueden ver los grandes telescopios envían luz que salió de ellas hace miles de millones de años.

El rompecabezas de un relojero en el cielo

Durante muchísimo tiempo, muchos pensadores creyeron que la luz viajaba de verdad de forma instantánea. Otros sospechaban que tardaba algo, pero nadie podía medirlo, porque en la Tierra es sencillamente demasiado rápida. La primera prueba sólida de que la luz tarda tiempo llegó del cielo y del trabajo paciente de un joven astrónomo llamado Ole Rømer, en 1676.

Rømer estudiaba las lunas del planeta Júpiter. Júpiter tiene varias lunas grandes, vistas por primera vez con un telescopio a principios del siglo XVII, que giran alrededor del planeta como las agujas de un reloj muy regular. Una de ellas, la más interior de las lunas grandes, da la vuelta a Júpiter en menos de dos días. Cada vez que pasa por detrás del planeta, desaparece en la sombra de Júpiter y luego vuelve a aparecer. Como estas desapariciones ocurren con tanta regularidad, los astrónomos esperaban usarlas como un reloj en el cielo, uno que marinos y cartógrafos pudieran consultar desde cualquier lugar.

Pero había un problema. Las desapariciones de la luna no eran del todo puntuales. A lo largo de los meses, parecían adelantarse unos minutos en algunas épocas del año y retrasarse unos minutos en otras. Rømer se dio cuenta de que los retrasos seguían un patrón. Cuando la Tierra, en su propio camino alrededor del Sol, se alejaba de Júpiter, las desapariciones llegaban cada vez más tarde. Cuando la Tierra se acercaba a Júpiter, llegaban antes.

La explicación de Rømer fue sencilla y audaz. La luna era perfectamente puntual. Lo que cambiaba era la distancia que la luz tenía que recorrer para llegar hasta nosotros. Cuando la Tierra estaba en el lado lejano de su camino, la luz del sistema de Júpiter tenía que hacer varios minutos más de viaje, de modo que la noticia de cada desaparición llegaba con retraso. La luz, concluyó, no era instantánea. Tenía una velocidad. Los cálculos hechos a partir de su trabajo dieron un valor algo inferior al actual, pero del tamaño correcto. Por primera vez, la gente tuvo una idea de lo rápido que viaja la mensajera.

Hay algo muy humano en esta historia. Rømer no intentaba hacer un gran descubrimiento sobre la luz. Intentaba hacer un reloj mejor, para un trabajo práctico. Se dio cuenta de que el reloj fallaba y, en lugar de pasar por alto el pequeño error, se lo tomó en serio. Muchos descubrimientos de la historia del universo empiezan así, con una persona que presta atención a una pequeña cosa que no encaja.

Mirar lejos es mirar atrás

Como la luz tarda tiempo, los astrónomos miden las grandes distancias del espacio por lo que tarda la luz en recorrerlas. La más famosa de estas medidas es el año luz. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año. Son unos 9,5 billones de kilómetros. Esa cifra es tan grande que cuesta imaginarla, pero la idea que hay detrás es fácil: un año luz es lo lejos que llega la mensajera más rápida en un año de viaje sin descanso.

Usar años luz da a la vez la distancia y el tiempo. Si una galaxia está a 10 millones de años luz, su luz lleva viajando 10 millones de años. Si una galaxia está a mil millones de años luz, su luz se puso en camino hace mil millones de años. Así que, cada vez que los astrónomos miran más hondo en el espacio, también miran más atrás en el tiempo. Un telescopio capaz de ver galaxias muy débiles y muy lejanas es también un telescopio capaz de ver el universo cuando era más joven.

Por eso es posible estudiar el comienzo del universo. No podemos viajar 13 000 millones de años atrás. Pero la luz de hace 13 000 millones de años sigue llegando hoy, desde lugares muy lejanos. Al recogerla, los astrónomos pueden ver galaxias tal como eran cuando el universo era joven, compararlas con las galaxias cercanas y ver cómo han cambiado las cosas. Es un poco como tener fotografías de un pueblo tomadas a lo largo de muchos años que llegan todas por correo el mismo día.

Imagina que trabajas en el turno de noche de un lugar de trabajo grande y llegas justo cuando se van los trabajadores del día. Nunca ves su jornada. Pero puedes leer las notas que dejaron, ver qué máquinas siguen calientes, qué cajas se han movido y qué tareas están a medias. A partir de esas huellas, puedes reconstruir una buena imagen de lo que pasó mientras no estabas. Los astrónomos se parecen un poco a ese trabajador nocturno. Llegan mucho después de que haya pasado el universo primitivo, pero la luz que dejó atrás les permite reconstruir su jornada.

Hay un límite a lo lejos que la luz puede llevarnos hacia atrás, y llegaremos a él una noche más adelante. Antes de cierto momento, todo el universo estaba lleno de una niebla caliente y brillante que la luz no podía atravesar libremente. La luz más antigua que puede llegarnos procede del momento en que esa niebla se despejó. Más allá, tenemos que usar otras pistas. Pero la idea es la misma en todo momento: el universo nos ha dejado mensajes, y los mensajes siguen llegando.

Es algo extraño y maravilloso. No necesitas ningún equipo especial para participar. Cada vez que miras una estrella, recibes un mensaje que lleva viajando años o siglos. El pasado no se ha ido del todo. Una parte sigue de camino hacia nosotros, cruzando la oscuridad a unos 300 000 kilómetros por segundo.

Un mensaje para Sami

Noor siguió flotando un rato más en la sala a oscuras, hasta que la estación volvió a la luz del Sol y las estrellas se desvanecieron tras el resplandor. Luego regresó a su cabina, se metió en el saco de dormir y escribió a su hermano: «Respuesta a tu pregunta: no. Siempre ves una estrella como era cuando su luz salió de ella. El Sol, hace 8 minutos. La mayoría de las estrellas, hace muchos años. Las galaxias lejanas, hace millones o miles de millones de años. Mirar lejos es mirar atrás».

Unas horas más tarde, aparcado junto a una carretera tranquila con un café de su termo, Sami leyó el mensaje y miró hacia arriba a través del parabrisas del camión. No había muchas estrellas, por las luces de la carretera, pero encontró una brillante por encima de los árboles. Pensó en cuánto tiempo llevaba viajando su luz, hasta llegar a su parabrisas, a las tres de la madrugada, en mitad de su noche de trabajo.

Si tienes un momento esta noche, podrías hacer lo mismo. Mira cualquier estrella que puedas ver. Su luz salió hace mucho, antes de que hubieran empezado siquiera muchas de las cosas que hoy te preocupan. Ha estado viajando todo este tiempo, y llega esta noche a tu ventana, para que la notes o no. Hay una especie de compañía tranquila en eso.

Malentendidos frecuentes

Mucha gente cree que la mayoría de las estrellas que ve por la noche ya están muertas y que solo vemos su luz antigua. Es cierto que la luz de las estrellas es antigua, y es cierto que las estrellas no viven para siempre. Pero las estrellas que puedes ver a simple vista están, en términos astronómicos, bastante cerca. Casi todas están a menos de unos pocos miles de años luz. Las estrellas como estas suelen vivir millones o miles de millones de años. Así que su luz es antigua para la escala humana, pero muy joven comparada con la vida de las propias estrellas. Casi todas las estrellas que ves esta noche siguen brillando.

Un segundo error frecuente viene del nombre del año luz. Como contiene la palabra «año», mucha gente cree que es una medida de tiempo, como un mes o una década. En realidad, un año luz es una distancia, de unos 9,5 billones de kilómetros. Se llama año luz porque es la distancia que recorre la luz en un año. Si alguien dice que una galaxia está a un millón de años luz, te está diciendo lo lejos que está y, al mismo tiempo, sin decirlo, cuánto tiempo ha viajado su luz.

Algunas personas imaginan que los astronautas de una estación espacial están mucho más cerca de las estrellas que nosotros en el suelo. La estación está a unos 400 kilómetros sobre la Tierra. La estrella más cercana después del Sol está a más de cuatro años luz. Comparados con esa distancia, 400 kilómetros son mucho menos que el grosor de un pelo comparado con la anchura de una calle. Noor ve las estrellas con más claridad que tú, porque no hay aire en medio, y las ve sin titilar. Pero no está apreciablemente más cerca de ellas. Desde la estación, las estrellas parecen tan lejanas como desde la puerta de tu casa y, en todo lo que importa, lo están.

Lo que sí le da la estación a Noor es una vista desde encima del aire, y por eso también se envían algunos telescopios al espacio: no para estar más cerca de las estrellas, sino para escapar del aire que emborrona y bloquea su luz. Lo que importa es la luz en sí, y es un registro honesto del lugar de donde vino. En su largo viaje puede atravesar polvo o desviarse un poco por la atracción de las galaxias, y los astrónomos aprenden a tener en cuenta estas cosas, pero nada de eso cambia dónde empezó la luz ni lo que traía de allí. Por eso los astrónomos confían tanto en ella y por eso, en la próxima noche de este libro, la seguiremos hasta un descubrimiento que hizo de repente el universo mucho más grande de lo que nadie había imaginado.