El secreto del universo (2 page)

Nunca he incluido este artículo en mis recopilaciones, y lo hago aquí, en la Introducción, por razones históricas. La verdad es que poco tiempo después decidí que no me gustaba.

En primer lugar, sigo preguntándome hasta qué punto son exactos los resultados de Petterson. En segundo lugar, he llegado a sentirme terriblemente avergonzado de mi suposición de que los meteoros están compuestos en su mayor parte de hierro, cuando en realidad los meteoros de hierro sólo representan aproximadamente un 10 por 100 del total.

Por último, el aterrizaje en la Luna, ocurrido once años después de escribir este artículo, descartó por completo la historia de la existencia de espesas capas de polvo sobre nuestro satélite. Esa idea había sido propuesta por Thomas Gold y resultaba plausible (si no yo no habría picado), pero se trataba de un error. Lo que ocurre es que el polvo que se deposita en la Luna lo hace sin presencia de aire. En el aire los átomos de oxigeno nivelan la superficie y mantienen separadas las partículas de polvo. En el vacío las partículas de polvo se mantienen unidas, formando una superficie parecida a la nieve crujiente. Pero no se puede ganar siempre.

Como verán, no me he quedado sin ideas, y no creo que haya muchas probabilidades de que eso ocurra. Tengo la intención de continuar escribiendo estos artículos hasta que la revista o yo mismo nos extingamos.

Sin embargo, después de treinta años, me parece que ya es hora de hacer un balance retrospectivo. Así que he elegido un artículo de cada grupo de doce sucesivos y los he reunido en este volumen para festejar tanta longevidad.

Doy las gracias a
Fantasy and Science Fiction
, a Doubleday (que ya lleva publicados muchos libros con mis artículos) y a todos mis editores y lectores.

De vez en cuando alguna novedad científica me da una idea; no tiene por qué tratarse necesariamente de algo importante, por supuesto, pero sí de algo que represente una novedad. Este capítulo está dedicado a una de estas ideas.

Esta idea se me ocurrió hace algún tiempo, cuando se anunció que una partícula subatómica llamada «
xi
-cero» había sido detectada por primera vez. Como otras partículas de naturaleza parecida, es extrañamente estable, y tiene una vida media de aproximadamente una diezmilmillonésima (10
^–10
) de segundo.

Puede que parezca que en la frase anterior hay una errata: pueden pensar que lo que quería decir era «inestable». ¡Pues no! Una diezmilmillonésima de segundo puede ser mucho tiempo; todo depende de la escala de referencia.

Comparado con una cienmiltrillonésima (10
^-23
) de segundo, una diezmilmillonésima de segundo es un eón. La diferencia entre estos dos intervalos de tiempo es la misma que existe entre un día y treinta mil millones de años.

Es posible que, aun admitiendo esto, se sientan ustedes mareados. El mundo de las fracciones de segundo y de las fracciones de fracciones de fracciones de segundo resulta muy difícil de visualizar. Es fácil decir «una sextillonésima de segundo»; tan fácil como decir «una diezbillonésima de segundo»; pero, por muy fácilmente que juguemos con los símbolos que representan estos intervalos de tiempo, es imposible (o
parece
imposible) visualizar cualquiera de ellos.

Con mi idea pretendo facilitar la visualización de las fracciones de segundo; se me ocurrió gracias al dispositivo utilizado para realizar mediciones en un campo que también resulta grotesco y fuera del ámbito de la experiencia común: el de las distancias astronómicas.

No hay nada de extraño en la afirmación: «Vega es una estrella muy cercana. No está a mucho más de doscientos cuarenta billones (2,4 × 10
¹⁴
) de kilómetros de distancia.»

La mayoría de los lectores de ciencia-ficción estamos acostumbrados a la idea de que doscientos cuarenta billones de kilómetros es una distancia muy pequeña a escala cósmica. La mayor parte de las estrellas de nuestra galaxia está a unos trescientos veinte mil billones (3,2 × 10
¹⁷
) de kilómetros de distancia, y la galaxia más cercana está a más de dieciséis trillones (1,6 × 10
¹⁹
) de kilómetros de distancia.

Millón, billón y trillón son palabras perfectamente admisibles que representan números, y es fácil distinguir cuál es la mayor y en qué medida es mayor que las otras, si lo único que se pretende es manipular los símbolos. Pero otra cosa es visualizar su significado.

El truco está en utilizar la velocidad de la luz y reducir los números a un tamaño de bolsillo. Esto no cambia en absoluto las distancias reales, pero resulta más fácil hacerse un cuadro mental del asunto cuando no nos abruman todos esos ceros de los «—illones».

La velocidad de la luz en el vacío es de 186.274 millas por segundo o, en el sistema métrico decimal, de 299.779 kilómetros por segundo.

Un «segundo-luz», por tanto, puede definirse como la distancia recorrida por la luz (en el vacío) en un segundo, que es igual a 186.274 millas o 299.779 kilómetros.

No es difícil confeccionar unidades mayores en este sistema. Un «minuto-luz» es igual a 60 segundos-luz; una «hora-luz» es igual a 60 minutos-luz, y así sucesivamente, hasta llegar al conocidísimo «año-luz», que es la distancia recorrida por la luz (en él vacío) en un año. Esta distancia es igual a 5.890.000.000.000 millas, o a 9.460.000.000.000 kilómetros. Si les bastan los números redondos, pueden considerar que un año-luz es igual a seis billones (6 × 10
¹²
) de millas, y a nueve billones y medio (9,5 × 10
¹²
) de kilómetros.

Si quieren, pueden continuar con los «siglos-luz» y los «milenios-luz», pero casi nadie lo hace. El año-luz es la unidad preferida para las distancias astronómicas. (También está el «pársec», que es igual a 3,26 años-luz, o aproximadamente veinte billones de millas —32 billones de kilómetros—, pero se trata de una unidad basada en un principio distinto, y no es necesario que nos ocupemos de ella aquí.)

Utilizando el año-luz como unidad, podemos decir que Vega está a 27 años-luz de distancia, y se trata de una distancia pequeña teniendo en cuenta que la mayoría de las estrellas de nuestra galaxia están a 35.000 años-luz de distancia, y que la galaxia más cercana está a una distancia de 2.100.000 años-luz. La diferencia entre 27, 35.000 y 2.100.000, dado el alcance de nuestra experiencia, es más fácil de visualizar que la existente entre ciento cincuenta billones, doscientos mil billones y diez trillones, aunque en ambos casos la relación sea la misma.

Además, utilizar la velocidad de la luz para definir unidades de distancia tiene la ventaja de simplificar algunas de las relaciones entre el tiempo y la distancia.

Por ejemplo, supongamos que una expedición a Ganímedes está en un determinado momento a 500.000.000 millas (804.500.000 kilómetros) de la Tierra. (La distancia, naturalmente, varia con el tiempo, ya que ambos planetas van describiendo su órbita.) Esta distancia también puede expresarse como 44,8 minutos-luz.

¿Qué ventajas tiene esta última expresión? En primer lugar, 44,8 es un número más fácil de decir y manejar que 500.000.000. En segundo lugar, supongamos que nuestra expedición se comunica por radio con la Tierra. Un mensaje enviado desde Ganímedes a la Tierra (o viceversa) tardaría en llegar 44,8 minutos. El uso de las unidades de luz expresa la distancia y la velocidad de comunicación al mismo tiempo.

(En realidad, en un mundo en el que los viajes interplanetarios fueran un hecho corriente, me pregunto si los astronautas no se pondrían a medir la distancia en «minutos-radio» en lugar de en minutos-luz. Es lo mismo, desde luego, pero más adecuado.)

Por tanto, cuando los viajes interestelares sean una realidad, si lo son alguna vez, haciendo necesario el uso de velocidades próximas a la de la luz, también se descubriría otra ventaja. Si la dilatación del tiempo es un hecho, y la experiencia del mismo se hace más lenta a grandes velocidades, un viaje a Vega puede dar la impresión de durar sólo un mes o una semana. Sin embargo, para los que se hayan quedado en la Tierra, que experimentan el «tiempo objetivo» (la clase de tiempo que se experimenta a bajas velocidades: en sentido estricto, a la velocidad cero), el viaje a Vega, que está a una distancia de 27 años-luz, no puede durar menos de 27 años. Uno de estos viajeros, por muy corta que le haya parecido la duración del viaje, encontraría a su vuelta a sus amigos de la Tierra 54 años más viejos como mínimo. Del mismo modo, un viaje a la galaxia de Andrómeda no puede durar menos de 2.100.000 años de tiempo objetivo, porque Andrómeda está a 2.100.000 años-luz de distancia. Una vez más, el tiempo y la distancia se expresan simultáneamente.

Por consiguiente, mi idea es aplicar el mismo principio al campo de los periodos de tiempo ultracortos.

En lugar de concentrarse en las distancias enormemente grandes que la luz puede recorrer en las unidades de tiempo ordinarias, ¿por qué no concentrarse en los intervalos de tiempo enormemente pequeños que tarda la luz en recorrer las unidades de distancia ordinarias?

Si consideramos que un segundo-luz equivale a la distancia recorrida por la luz (en el vacío) en un segundo, y fijamos su valor en 186.273 millas, ¿por qué no hablar de una «milla-luz» como el equivalente al tiempo necesario para que la luz (en el vacío) recorra una distancia de una milla, y fijar su valor en 1/186.273 segundos?

¿Por qué no? El único inconveniente es que 186.273 es un número muy irregular. Pero, por una curiosa coincidencia que los inventores del sistema métrico jamás habrían podido imaginar, la velocidad de la luz es de casi 300.000 kilómetros por segundo, de manera que un «kilómetro-luz» es igual a 1/300.000 segundos. Los números todavía son más redondos si observamos que 3 1/3 kilómetros-luz equivalen casi a 0,00001 ó 10
^-5
segundos.

Además, para llegar a unidades de tiempo aún más pequeñas, basta considerar que la luz recorre distancias cada vez más pequeñas.

Así, un kilómetro (10
⁵
centímetros) es igual a un millón de milímetros, y un milímetro (10
^–1
centímetros) es igual a un millón de milimicras. Si descendemos un paso más, podemos decir que una milimicra (10
^-7
centímetros) es igual a un millón de fermis. (El nombre «fermi» ha sido propuesto, pero, que yo sepa, todavía no se ha adoptado oficialmente como unidad de longitud equivalente a la millonésima parte de una milimicra, o a 10
^–13
centímetros. Está tomado, por supuesto, del fallecido Enrico Fermi, y yo he adoptado esta denominación para las explicaciones en este capítulo.)

Por tanto, podemos confeccionar una pequeña tabla de unidades-luz para intervalos de tiempo ultracortos, empezando con un kilómetro-luz, que equivale a sólo 1/300.000 segundos.

1 kilómetro-luz = 1.000.000 milímetros-luz

1 milímetro-luz = 1.000.000 milimicras-luz

1 milimicra-luz = 1.000.000 fermis-luz

Para relacionar estas unidades con las unidades convencionales de tiempo, sólo es necesario confeccionar otra pequeña tabla:

3 1/3 kilómetros-luz = 10
^-5
segundos (esto es, una cienmilésima de segundo)

3 1/3 milímetros-luz = 10
^–11
segundos (esto es, una cienmilmillonésima de segundo)

3 1/3 milimicras-luz = 10
^–17
segundos (esto es, una cienmilbillonésima de segundo)

3 1/3 fermis-luz = 10
^-23
segundos (esto es, una cienmiltrillonésima de segundo)

Pero ¿por qué hemos de detenernos en el fermi-luz?

Podemos seguir descendiendo, dividiendo indefinidamente por un millón.

Volvamos a considerar qué es un fermi. Equivale a 10
^–13
centímetros, la diezbillonésima parte de un centímetro. Lo más interesante de esta cifra en particular, que es la razón de que se haya propuesto el nombre de un físico atómico para designarla, es que 10
^–13
centímetros es también el diámetro aproximado de diversas partículas subatómicas.

Un fermi-luz, por tanto, es el tiempo necesario para que un rayo de luz vaya de un extremo a otro de un protón. El fermi-luz es el tiempo necesario para que el movimiento más rápido que conocemos recorra la distancia tangible más pequeña que existe. Hasta que llegue el día en que se descubra algo que se mueva a mayor velocidad que la luz o algo más pequeño que las partículas subatómicas, no hay muchas probabilidades de que tengamos que ocuparnos de un intervalo de tiempo menor que el fermi-luz. Por el momento, el fermi-luz es la fracción más pequeña del segundo.

Naturalmente, se preguntarán qué es lo que puede ocurrir en el espacio de un fermi-luz. Y si verdaderamente ocurriera algo en ese intervalo increíblemente pequeño, ¿cómo podríamos saber que, en realidad, no ha tenido lugar en un tiempo de una milimicra-luz, que también es un intervalo increíblemente pequeño por mucho que equivalga a un millón de fermis-luz?

Pues bien, pensemos en las partículas híperenergéticas. Estas partículas (si la energía es lo suficientemente grande) viajan casi a la velocidad de la luz. Y cuando una de estas partículas se acerca a otra a esa velocidad, a menudo se desencadena una reacción entre ellas, como resultado de las «fuerzas nucleares» mutuas que intervienen.

Pero las fuerzas nucleares tienen muy poco alcance. Su intensidad disminuye con la distancia con tanta rapidez que estas fuerzas sólo son apreciables a una distancia de une o dos fermis de cualquier partícula.

Este es el caso, por tanto, de dos partículas que se desplacen a la velocidad de la luz y que sólo puedan interactuar mientras se encuentren a una distancia de un par de fermis. Sólo son necesarios un par de fermis-luz para que entren y abandonen esa pequeña zona de interacción a la tremenda velocidad a la que se mueven. ¡Y, sin embargo,
sí
que se producen reacciones!

Las reacciones nucleares que tienen lugar en intervalos de tiempo de fermis-luz se consideran «interacciones fuertes». Son el resultado de las fuerzas que pueden hacer sentir su influencia en el intervalo más efímero que cabe imaginar, y éstas son las fuerzas más potentes que conocemos. Las fuerzas nucleares de este tipo son, de hecho, 135 veces más potentes que las fuerzas electromagnéticas a las que estamos acostumbrados.

Los científicos se adaptaron a este hecho, y estaban preparados para constatar que cualquier reacción nuclear en la que participen partículas subatómicas tiene una duración de sólo unos cuantos fermis-luz de tiempo.