Universo inteligente

Dedicamos poco tiempo a reflexionar acerca del mecanismo que genera la luz solar que hace posible la vida, o de la gravedad que nos ata a la Tierra y que de otra forma nos lanzaría al espacio, o de los átomos de los que estamos constituidos y de cuya estabilidad dependemos de manera fundamental. Dedicamos poco tiempo a preguntarnos por qué la Naturaleza es de la forma que es, de dónde surgió el cosmos o si siempre estuvo ahí. Algunos se sienten incómodos con cuestiones de este tipo porque nos muestran vívidamente las limitaciones del conocimiento humano, pero gran parte de la Ciencia ha estado guiada por estas preguntas filosóficas. Todos gozamos con el aspecto de las estrellas, pero ¿nos preguntamos si este universo marcha hacia alguna parte, y si tiene un sentido, un porqué y un cómo?

Actualmente los científicos describen el universo a través de dos teorías parciales fundamentales: la teoría de la relatividad general y la mecánica cuántica. Constituyen el gran logro intelectual de la física de la primera mitad de este siglo. La teoría de la relatividad describe la gravedad y la estructura a gran escala del universo. La mecánica cuántica, el mundo de lo diminuto. Y la teoría del caos es la descripción de fenómenos dinámicos de la Naturaleza descritos con ecuaciones no lineales de difícil o inexistente solución, al menos algebraica.

¿Cómo empezó todo?

Según la teoría del big bang, todo empezó hace 15.000 millones de años. Este big bang originó, en su primera fase, conocida como inflacionaria, el volumen del universo. Un segundo después del big bang, el universo era una sopa espesa de protones, neutrones, electrones y fotones a 10 millones de grados. Un cuarto de hora más tarde, el 25% de los nucleones (doblete protón-neutrón) se había transformado en núcleos de helio por intensas reacciones termonucleares. Si el universo no hubiera conocido esta fase de expansión, de una intensidad inimaginable, el cosmos se habría retraído, arrugado y hundido sobre sí mismo.

La teoría describe una evolución desde un punto de mínimo espacio y materia y máxima energía, momento en el que fallan todas las leyes conocidas (relatividad, mecánica cuántica), a partir del cual no podemos decir qué sucedió. El hecho notable es que los valores de esas cantidades parecen haber sido ajustados sutilmente para hacer posible la vida. Por ejemplo, si la carga eléctrica del electrón hubiera sido solo ligeramente diferente, las estrellas habrían sido incapaces de quemar hidrógeno y helio. Si las masas del protón más el electrón fueran ligeramente superiores al neutrón, el efecto habría resultado igualmente devastador: el átomo de hidrógeno sería inestimable y los soles no existirían. La estructura general de muchos de los sistemas que observamos en la Naturaleza está determinada por un número relativamente pequeño de lo que llamamos constantes universales. Astrónomos y físicos cuánticos han expresado reiteradamente su asombro ante este hecho.

Trescientos mil años después de este momento clave, algunos electrones fueron capturados por los núcleos, formándose los primeros átomos de hidrógeno y helio. Después de un prolongado letargo, que se extendió a lo largo de 100 millones de años, el universo se fue enfriando, y átomos fueron agrupándose en estrellas productoras de calor y elementos químicos. ¿Se formaron las estrellas individualmente para reunirse más tarde en galaxias? No existe certidumbre observacional ni teórica. Sabemos, eso sí, que entonces aparecen el carbono, el oxígeno y el silicio, componentes principales de nuestro planeta.

Nuestro sistema solar

Tras su formación, las estrellas arrastran en su movimiento jirones de materia, que al condensarse forma a su vez los planetas.

Nuestro sistema planetario consta de un astro masivo, el Sol; una decena de planetas grandes, millares de planetas muy pequeños y millones de cometas extendidos en una inmensa nube, junto a granos de polvo y gas. Este conjunto, que la luz atraviesa en unas diez horas y que está regido por la gravitación, flota en el espacio. Más lejos, a años luz, brillan las estrellas.

En cuanto a su historia, calculamos que este sistema se formó hace 4500 millones de años, cuando el universo era ya viejo. La Tierra es un globo fundido por la energía gravitatoria, pero poco masivo, al que se le escapó el hidrógeno y el helio y le quedaron rocas y metales. Hace 3.800 millones de años, las primeras balsas de granito se pusieron a flotar sobre su superficie. Los elementos en fusión se desgasificaron, de forma parecida a los volcanes: perdieron metano, gas carbónico, nitrógeno, vapor de agua; los ingredientes de la primitiva atmósfera. Después, al descender aún más su temperatura, el vapor de agua se condensó y una lluvia se abatió actuando como lejía, arrastró el gas carbónico y lo depositó en forma de caliza en los fondos oceánicos.

¿Cómo apareció la vida en la Tierra? Todavía es un enigma. Pero es un hecho que rocas de 3500 millones de años contienen moléculas orgánicas fósiles, lo que sugiere la rápida aparición de la actividad biótica. Hubo que esperar 1000 millones de años para que se inventase la fotosíntesis. Potente y maravillosa invención: un proceso por el cual las plantas verdes, las algas y algunas bacterias captan la energía luminosa y la utilizan para efectuar la síntesis de sus compuestos orgánicos. Así se acepta, mayoritariamente, que comenzó la producción masiva de oxígeno que modificaría la atmósfera de nuestro planeta en un sentido favorable para los seres vivos, creando la capa de ozono que nos protege.

A esta etapa capital siguió, hace unos 1400 millones de años, la aparición de células eucariotas. Estas células, mil veces más voluminosas que las bacterias existentes, son ya verdaderas fábricas complejas que disponen de talleres especializados; un núcleo para el ADN, mitocondrias para la respiración, cloroplastos para la fotosíntesis, aparatos de Golgi para la excreción, ribosomas para la síntesis de proteínas e incluso flagelos para desplazarse.

Es explicable que los biólogos del siglo XIX y de principios del XX no hayan apreciado la extrema complejidad química de los sistemas vivientes. Entonces se pensaba en el origen de la vida como en los procesos de formación de minerales. Con el desarrollo de la microbiología en la segunda mitad del siglo XX se vio con claridad que los sistemas bioquímicos son extremadamente complejos, a tal grado que la posibilidad de que se formen al azar las moléculas orgánicas simples es casi inexistente. Este concepto de generación espontánea había persistido desde Aristóteles hasta mediados del siglo XIX.

Pero ya desde 1688 el médico italiano Francesco Redi había demostrado que las cresas no se formarían en la carne si las moscas no la tocaran. Así, se hizo evidente que toda vida procede de la vida. Tal fue la doctrina que Pasteur expuso hace más de un siglo ante la Academia Francesa de Ciencias.

¿Existe la vida espontánea?

Pese a todo y merced a un notable despliegue de gimnasia mental, muchos biólogos seguían sosteniendo que la vida comenzó en la Tierra por medio de procesos espontáneos. La idea de la vida espontánea también se remonta a experimentos sobre el caldo primordial, que cautivara la imaginación del público, y que realizaran Stanley Miller y Harold Urey en 1952, mezclando en un laboratorio H₂0, NH₄, CH₄, C0₂, CnH (supuesta atmósfera de la Tierra inicial) y luz ultravioleta como energía. Se obtuvieron aminoácidos y bases nitrogenadas, los constituyentes esenciales de las proteínas. El principal problema es que en el laboratorio se recogen enfriando rápidamente los líquidos en un serpentín, pues la propia descarga vuelve a destruirlos. ¿En la Tierra de hace 3500 millones de años había esa posibilidad de que se formaran pero no se destruyeran? Pero aun suponiendo que así fuera y que los aminoácidos puedan ser producidos por medios naturales, este experimento dista mucho de demostrar que la vida pueda haber evolucionado de esa manera. Nadie ha demostrado que la correcta disposición de los aminoácidos para una proteína pueda producirse por ese método, ni mucho menos el ADN. No se ha encontrado ninguna prueba que explique ese enorme salto. Y si así fuese, probablemente el experimento ya se habría llevado a cabo con éxito, pues su coste sería mínimo y convertiría la clonación en un juego de niños.

Además, la probabilidad matemática de que la vida haya aparecido de forma espontánea es tan pequeña que resulta difícil captarla si no la comparamos con algo que nos resulte familiar. Por ejemplo, que una proteína evolucione al azar, o sea, que los átomos y los aminoácidos se dispongan en el orden adecuado, equivale a la probabilidad de sacar 50.000 seises seguidos en los dados.

El azar es una solución fácil para aquellos que tienen cierta pereza mental. Y si esto es así con una simple proteína, ¿cómo puede surgir una estructura tan altamente organizada como un humano, un ratón o una flor? Una flor necesita una cantidad de información tal que escapa a una experiencia normalizada de azar.

Las instrucciones genéticas pueden ser concebidas como un mensaje de cierta longitud que especifica una forma de vida. Es el programa que controla la conducta de las células. Todo aquel que haya ideado un programa de ordenador estará de acuerdo en que escribir subrutinas es la parte menos importante. Lo más difícil es la lógica del programa principal. En el terreno de la biología, las enzimas son solamente subrutinas. El programa sigue siendo una parte menos probable. En el desarrollo de la vida, el programa principal lo describe la teoría darwiniana de la evolución.

Teoría de la evolución

En 1829, Darwin publicó El origen de las especies, libro en el que incluía un compendio de detalles empíricos, ajenos y propios, de su viaje a borde del Beagle, que presentaban una demostración de la selección natural y la evolución de las especies. Pero sus asertos no se referían a toda la evolución que hoy tenemos en mente; células eucariotas prosperando en océanos durante cerca de mil millones de años, los primeros seres pluricelulares, que reinaron durante 120 millones de años, la explosión precámbrica…

Hace 550 millones fueron colonizados los continentes por formas vivientes de extravagantes diversidad, tanto que harían palidecer de envidia a los mejores escenógrafos de ciencia ficción: esponjas, gusanos, anémonas, insectos, estrellas de mar, pulpos, peces, reptiles, pájaros, carnívoros, insectívoros, rumiantes, marsupiales, primates… y los antropoides. Asombroso crecimiento que no ha necesitado más de una décima parte de la edad de la Tierra para producirse y desarrollarse, y para que apareciese el Homo sapiens, inventor de la marcha erguida. ¿Qué ha ocurrido para que la teoría de Darwin sobre la evolución mediante la selección natural se haya afirmado como una superstición? No hay pruebas experimentales.

Los posdarwinistas explican los cambios evolutivos debidos a los errores aleatorios de la copia de la información genética, mutaciones puntuales de genes que, acumuladas, darían lugar a la evolución, pues la selección natural escogería solo las mutaciones que supusieron mejoras para la adaptación del ser vivo. El primer problema es que la copia del ADN es extraordinariamente precisa, y no proporciona un gran número de mutaciones naturales para que pueda actuar la selección natural (tiene un ritmo tan lento que no cuadra con la rapidez de la aparición de las especies de la Tierra). Además, parece mucho más probable que los errores resulten perjudiciales y no beneficiosos, y al rechazar las numerosas variaciones dañinas y preservar las escasas de índole beneficiosa, todavía es necesario un espacio de tiempo mayor para que se dé la evolución que observamos.

El primer interés ha sido demostrar que los restos fósiles confirman la teoría de Darwin. Sin embargo, la realidad es muy otra, como reconoció el propio Darwin: existe una imperfección del registro fósil. Faltan los cambios cruciales en dichos registros. Por ejemplo, la gran transición evolutiva desde los reptiles a los mamíferos. Esas grandes transiciones se han buscado en los casos con gran abundancia de fósiles. Los mejores son algunos invertebrados como los insectos, y los seres que viven en el mar, pues se fosilizan con más probabilidad que en la tierra. Se han identificado más de 10.000 especies fósiles de insectos, más de 30.000 especies de arañas y un número similar de especies marinas. Y sin embargo, las pruebas a favor de los cambios progresivos que produzcan grandes transiciones evolutivas son muy escasas. Todavía falta por encontrar la supuesta transición entre insectos sin alas y alados, al igual que la transición entre los dos tipos principales de insectos (libélulas y escarabajos). De hecho, la situación sugiere todo lo contrario a lo que predice la teoría. Desde luego que se perciben pequeñas variaciones, pero no se acumulan gradualmente hasta producir otras mayores.

Por eso, la cuestión se zanja afirmando que las grandes transiciones tendrían que haberse efectuado a saltos, tan rápido que el registro fósil no pudiera reflejarlo, cosa difícil de compaginar con los cambios que observamos. Cambios bruscos seguidos de periodos de estabilidad. Sin embargo, ¿cuál es el motor que provoca esos saltos?

¿Tiene un sentido el universo?

Otros científicos como Fred Hoyle aventuraron en su momento hipótesis acerca de la vida en el espacio exterior, que llegaría con los impactos de los meteoritos y de los cometas en forma de bacterias, y provocaría esa rápida evolución. Pero eso solo traslada el problema de la vida al espacio exterior, no responde al porqué.

Volvamos a ser ingenuos; la evolución de los coches y de su diseño no es fruto de los errores de las cadenas de montaje, sino que es debida al diseño inteligente de ingenieros: el airbag no apareció de golpe un día en un coche por casualidad, por un error del robot que acopla las piezas, sino que, pensando en la seguridad, hubo ingenieros que diseñaron un sistema que protegiera a los pasajeros. De igual modo, la evolución podría ser un método inteligente, no azaroso.

¿Por qué se afirma la hipótesis del azar, la falta de inteligencia en el universo? En épocas precopernicanas se creía erróneamente que la Tierra era el centro geométrico y físico del universo. Haber escapado de la astronomía oscurantista del mundo medieval es una buena razón para congratularnos. Pero tal vez debamos no prodigar demasiado las felicitaciones hacia nuestra época, ya que es posible que hoy en día estemos cometiendo errores precopernicanos en las fronteras de la astronomía, la química y la biología. Y todo ello a pesar de la enseñanza libre generalizada, de las bibliotecas públicas gratuitas y de una plétora de universidades de enseñanza superior. Quizá por las delicadas implicaciones que supone aceptar una que dote de un sentido de inteligencia y trascendencia a la existencia del ser humano y del propio universo junto con las obligaciones y responsabilidades que ello conlleva.

¿Cómo podemos negarle al universo, con su extraordinaria perfección, que tenga un sentido? Aunque queden muchas preguntas de camino hacia las estrellas, las respuestas están en las leyes inteligentes del universo. El universo es tan inteligente que oculta maravillosamente bien su trama vital. Tal vez por ello la inmensa mayoría de los físicos y biólogos prefiere sentenciar cómodamente que funciona por casualidad.

Pero en este ámbito como en otros, parafraseando a ese gran narrador que es Richard Baely, podemos afirmar con él que “nada es azar”, y con Shakespeare que “hay mucho más en el cielo y en la tierra de lo que nuestros ojos son capaces de ver”.

Un universo con principio y fin

Si como expone la ley de Huble las galaxias se alejan unas de otras, esto implica que en algún tiempo estuvieron unidas y que todo comenzó con una gran explosión (la teoría del big bang). Y abundando en una de las posibilidades de comportamiento futuro que exponen algunas teorías, si la cantidad de materia en el universo supera un cierto valor crítico, la atracción gravitatoria iría frenando las galaxias hasta detenerlas y empezarían a caer unas sobre otras chocando entre sí (la teoría del Big Crunch).

¿Un universo infinito?

Cuando miramos al oscuro cielo nocturno, lo que vemos son miles de millones de galaxias, grandes conjuntos de estrellas como el Sol, a enormes distancias de nosotros. Su luz es tan potente que ha tardado millones y miles de millones de años en llegar a la Tierra. Y aún habrá otras galaxias tan lejanas cuya luz ni siquiera nos ha llegado todavía. Por la medición de la luz, los astrónomos descubrieron que casi todas las galaxias se están alejando entre sí, y que cuanto más lejos se encuentran del punto de observación, se alejan con mayor velocidad. Por lo que se sabe en la actualidad, el universo parece prolongarse sin fin en el espacio, que se expande sin límite aparente.

Para consultar

El universo inteligente, Fred Hoyle.

La trama de la vida, Fritjof Capra.

Ciencias de la Tierra, Tarbuck-Lutgens.

La vida en el universo, Juan Heidman.

¿Qué es la vida?, E. Schrodinger.

SARA ORTIZ ROUS