- El siglo XX desde sus albores mostró un contexto mucho más amable para el avance de la ciencia a un ritmo casi exponencial en el campo de la física luego de la verificación de la Teoría de la Relatividad, los progresos de la Mecánica Cuántica, y las inquietudes por la cosmología, los cuales le permitieron al sacerdote y astrofísico belga Georges Lemaitre y otros científicos de su generación, desarrollar sus especulaciones sin los matices dramáticos que rodearon a Copérnico y sus continuadores inmediatos. Resuelto el enigma de la distribución y características de los astros de nuestro sistema doméstico, quedaba por descifrar el la génesis del Universo mismo, lo cual era un tema sin tesis científica convincente a la vista, lo que llevaba a pensar casi instintivamente a gran parte de la humanidad que el Universo estuvo desde siempre, cuando no lo pensaban concebido por un soplo divino, evidentemente se abría otro frente de batalla entre Ciencia y Religión.
- Georges Henri Joseph Édourd Lemaitre, se forma en las ciencias desde muy joven, estudia Ingeniería Civil en la Universidad de Lovaina, iniciando sus contactos con la física y las matemáticas de la Teoría de la relatividad, en 1920, el mismo año que recibe su doctorado ingresa al Seminario de Malinas y en 1923 es ordenado sacerdote, obtiene una beca del gobierno de su país para estudiar en el extranjero, llegando a las Universidades de Cambridge en Inglaterra y Massachusetts en EEUU, donde departe con eminentes astrónomos como Harlow Shapley y Arthur Eddington sobre el problema de las nebulosas cuando en esos días Edwin Hubble ya trabajaba en la estimación de las distancias a ellas utilizando las Cefeidas ó Velas cósmicas y Slipher estudiaba el desplazamiento hacia el rojo de esas nebulosas, retornando luego a la Universidad de Lovaina como catedrático.
- Aunque se le recordaría por su gran conclusión posterior del “Big Bang”, no puede desmerecerse también su adelantada noción sobre lo que se conocería luego como la Ley de Hubble; entre 1925 y 1927, regresa a Bruselas con una sólida base teórica y con el conocimiento de primera mano de datos experimentales astronómicos a los que tuvo acceso en los EEUU, entonces al introducir nuevas coordenadas para el universo de W. de Sitter que conducen a una relación lineal entre la distancia que separa dos partículas de nuestro universo y la velocidad a la que se separan, resuelve las ecuaciones de la Relatividad General de Einstein sobre el Universo entero independientemente de las soluciones de Alexander Friedman – solo que Lemaitre conoció los datos experimentales obtenidos sobre la velocidad de recesión de las galaxias –, los que llevaban a la conclusión de un Universo no estático y en expansión – lo que Einstein rechazó en su convicción – según una de las soluciones, y que es por ello que astrónomos como Slipher y Wirtz habían observado un corrimiento hacia el rojo de la luz de las nebulosas espirales.
- Ello lo llevó a predecir en1927 – dos años antes de que E. Hubble publicara la ley que ahora lleva su nombre – que las galaxias más lejanas se alejan a una velocidad mayor, estimando cuál era el valor de la llamada constante de Hubble que relaciona la velocidad de alejamiento de una galaxia con su distancia hasta nosotros, afirmando además, que esta velocidad de alejamiento procedía en último término de la expansión del espacio, algo que el mismo Hubble no aceptó inicialmente. Cuando Hubble publicó su trabajo después en 1929, el valor adjudicado a esta constante es casi igual que el predicho por Lemaitre dos años antes en 1927. Es decir, él no solamente halló las soluciones de un universo en expansión de las ecuaciones de Einstein, sino que afirmó que ésa era una traducción de lo real. La gran virtud intuitiva de Lemaitre fue la de armonizar los datos observacionales logrados en Estados Unidos por E. Hubble y H. Shapley con las soluciones de las ecuaciones de la relatividad general de Einstein. La ley de Hubble debería en justicia, también llevar el nombre de Lemaitre.
- Convencido de sus soluciones, Lemaitre envía su trabajo a Eddintong en 1927 quien inicialmente no le presta atención hasta que en una reunión de 1930 de la Royal Astronomical Society en Londres, Eddington y de Sitter discutían sobre cómo interpretar los datos sobre las galaxias obtenidos recientemente en Estados Unidos, lo que Lemaitre ya había resuelto antes y se los hizo saber, y esta vez sí, su trabajo fue reconocido, y en la siguiente reunión de la Royal Astronomical Society en ese mismo año, Eddintong presentó el modelo de Universo en expansión de Lemaitre, que será finalmente conocido como modelo de Eddington-Lemaitre.
- Escéptico al respecto, Einstein sin quererlo dejó su aporte a favor del Universo en expansión, cuando formula sus leyes de reingeniería del Cosmos, si bien él no pensó explicar si este Universo tuvo un origen – pues más bien tenía convencimiento de que este era inmóvil e infinito –, al conceptuar al Universo como una unidad Espacio y Tiempo deformable, hablaba de una nueva Teoría de Gravedad y se desprendía de ella que el universo estaba en expansión, de lo contrario todo tendría a juntarse en un universo estático por la gravedad y algo lo evitaba, Einstein creyó ver ese algo como una fuerza igual y opuesta a la gravedad que conservaba el universo estático y lo llamó Constante cósmica que pensó estaría oculta entre sus ecuaciones, pero inevitablemente se llegaría a deducir de sus conceptos en un Universo dinámico, con un inicio de todo lo existente si alguien se atrevía a pensarlo más allá. La confirmación del alejamiento de las galaxias llevaba a la natural hipótesis que alguna vez ellas estuvieron unidas en un punto, había que empezar por deducirlo, y de retroceder más y más en el tiempo, debió haber alguna vez una pequeñez muy caliente y densa.
- George Lemaitre, era muy hábil para coordinar las piezas del enigma, y así en fue en 1931, el primero en sugerir el origen del Universo a partir de la explosión de un “átomo primigenio” o “huevo cósmico caliente y denso” que alguna vez explotó y dio origen a todo, lo que hoy se conoce como el “Big Bang”, teoría que en los siguientes años persistió en desarrollar en controversia con el dogma religioso sobre el origen del universo, el explicar el inicio del mundo ya no se vería sólo con connotaciones místicas religiosas y surge con la paradoja de un sacerdote católico iniciando esta revolución que decía que el universo no siempre había existido, sino que tuvo un principio con una lectura matemática dejando de lado lo teológico, incluso hizo la estimación de la edad de ella entre 10 y 20 mil millones de años, rango en el que caen las observaciones actuales.
- Para llegar a ello, Lemaitre había estudiado las teorías y ecuaciones de Einstein en ese tiempo y propuso esa teoría radical que hasta el propio Einstein rechazaría; en una charla al respecto, Lemaitre expuso a Einstein sus ideas sobre un Universo en expansión, ante lo cual Einstein solo estaba de acuerdo con la conclusión puramente matemática mas no la interpretativa como un Universo dinámico, a Lemaitre le pareció que para entonces Einstein no tenía idea o noticias de los datos experimentales en los que se apoyaba Lemaitre obtenidos con la observación de nebulosas extragalácticas. Más esa hipótesis tomo bríos cuando Hubble demuestra contundentemente en 1925 en el observatorio de las montañas de California el movimiento de las Galaxias destruyendo la Constante Cosmológica de Einstein. El universo en expansión debía ser aceptado incluso por un Einstein antes apostador por un Universo estático.
- Hasta la década del veinte, la noción del Universo se limitaba a la Vía Láctea, pero las observaciones de Hubble en el Telescopio hablaban de un Universo insospechado, donde el Sol era una estrella más entre una multitud de millones, calculando las distancias que nos separaban de las más lejanas con el referente de la Vela Standart – una estrella de brillantez conocida –, con la que, si se sabía la intensidad de su luz, se puede medir a que distancia está, observando que con una luz más tenue estaría mas lejos está (similar al fenómeno de un tren que se acerca y se aleja), utilizando como Vela Standard referente a la Nebulosa de Andrómeda, antes considerada una nube de polvo, calculando su distancia en un millón de años luz, y ya considerándola una Galaxia diferente a la Vía Láctea. Hubble va más allá, al estudiar el comportamiento de las Galaxias concluye que estas se estaban alejando de la Vía Láctea y unas de otras expandiéndose. Basándose en la velocidad de expansión calculó con sus datos una edad del Universo de dos mil quinientos millones de años lo que a priori se sabía fallido, porque ya se sabía la tierra era más antigua, ocurría que su fórmula era correcta pero sus medidas eran inexactas, y esos resultados jugaron parcialmente en contra de la
Teoría del Superátomo de Lemaitre, inclusive había un prejuicio contra una teoría esbozada por un religioso, y curiosamente el Papa Pío XII pensó encontrar en ella una confirmación del Génesis, pero Lemaitre le pidió al Papa abstenerse en sus ímpetus pues quería dar a su teoría todo el protocolo científico de contrastación, aunque le asaltaba algún pesimismo por la poca probabilidad que luego de millones de años se insinuara alguna prueba objetiva.
- Esas primeras inconsistencias de cálculo la congelaron y permitieron el surgimiento de otra teoría alternativa que proponía la eternidad de un Universo siempre existente desarrollada en el Trinity Collage de Cambridge propuesta por el excéntrico astrónomo Fred Hoyle, llamada del “Universo Estable”, surgida a partir una Teoría del origen de los elementos de la tabla periódica, proponiendo que a Temperaturas extremas el Hidrógeno se funde formando Helio y este se transforma en distintos elementos mas pesados; Hoyle sostenía que la nucleosíntesis de elementos nuevos ocurría en el núcleo de las estrellas muy calientes, lo que fue una afirmación inédita por entonces, y tuvo la virtud de demostrar que luego del Helio todos los demás elementos de la tabla eran polvo estelar y se habían creado en las estrellas, pero la teoría no justificaba la creación del Hidrógeno ni de la mayoría del Helio del Universo, porque las primeras estrellas debían estar formadas de Hidrógeno pre existente que además constituye mas del 70% del universo detectable, Hoyle subsanó el problema acogiendo la previa teoría ampliamente aceptada que el Hidrógeno y el Helio siempre habían existido, de hecho según su opinión el Universo siempre había existido, con el mismo aspecto y con la misma densidad y Temperatura.
- Pero las observaciones a favor de un Universo en expansión también estaban ahí y con la materia cósmica diluyéndose en el espacio para probarla, pero Hoyle refutaba al respecto de que en algún lugar del universo se estaba creando materia, lo que no convencía a los físicos, y aparece en escena George Gamow, un seguidor de la tesis de Lemaitre que recurre a los átomos para apoyar la teoría, en el sentido que el Hidrógeno y Helio se habían creado en los primeros instantes del universo cuando la temperatura era altísima, Gamow se apoya en cálculos de un estudiante suyo Ralph Alpher quien dedujo si el universo sintetizó los primeros elementos al comienzo, tendría que haber 10 veces tanto Hidrógeno como Helio lo que concordaba con lo observado. Alfer y su
colega Robert Hermann, potencian el pronóstico de Lemaitre sobre el calor remanente detectable de la creación, que sería una prueba contundente que apoyaría el Big Bang, con ello, Gamow y sus alumnos plantearon con toda lógica que si en el Big Bang hubo tanto calor y brillo, entonces su réplica y luminiscencia, el eco de la explosión como radiación remanente, no podía haberse enfriado aún y el residuo podría medirse aún, aunque para esa ápoca en 1949 no se poseían los telescopios sensibles para el caso y el otro problema era que esta Teoría no ofrecía explicación alternativa a la creación de otros elementos, salvo del Hidrógeno y Helio considerados creados en los primeros instantes. En esos momentos la Teoría del Estado Estable ganaba adeptos con un Hoyle que era un gran propagandístico, incluso él mismo bautizó a manera de parodia, con el término “Big Bang” a la Teoría de Lemaitre, nombre con el que se le conoce ahora, pese a que en realidad el acontecimiento ni fue grande ni ruidoso porque no existía medio para transmitir el sonido aún.
- Pero, para la década del Sesenta, el cálculo errado de Hubble sobre edad del universo se corrigió para dar datos más exactos, y aunque todo parecía suponer que la lucha entre las dos teorías no se inclinaría por alguna, fue entonces que llegaría la prueba contundente para una de ellas, mientras la comunidad científica la buscaban, resulta que el universo la susurraba imperceptiblemente bajo la forma de calor radiante generado cuando la explosión original, la radiación que Lemaitre predijo estaba ahí pero no tenía las herramientas para oírla, lo que si se tenía para 1965.
- Además de Gamow, que tenía la base teórica, pero sin instrumental para probarla, también había un grupo de Princeton que incluía a Robert Dickie, David Wilkinson y Peter Rowe – que conocían su trabajo de Gamow y creían en la idea de Lemaitre –, quienes pretendieron buscar pruebas de radiación del Big Bang construyendo el Radiómetro de Dickie, el cual apuntaron al espacio al azar. Fue cuando la casualidad y la suerte llegaron en auxilio. Arno Penzias y Bob Wilson, dos ingenieros de Laboratorios Bell en New Jersey, sin interés especial por la cosmología, trabajaban en satélites de comunicación, pero sus antenas recibían un sonido de estática que atribuyeron a diversas causas entre ellas interferencia de aviones y palomas, pero al descartar esas causas, no tenían idea de lo que era, cuando fortuitamente al comentar su desconcierto sobre esas extrañas ondas con un tercero, toman conocimiento de las conferencias de James Peebles respecto a una radiación proveniente del espacio que parecía coincidir con lo que los confundía; entonces al indagar comprendieron que esa era la radiación que Gamow y Lemaitre predijeron, y que Dickie buscaba infructuosamente, ella venía de todas partes a donde se apuntaba la antena y probaba un origen del Universo, y el Big Bang se imponía al Estado estable. Ese hallazgo se publicó en “Astrophysical Journal” de 1965 y fue motivo del Premio Nobel de Física de 1978 para Penzias y Wilson.
- Georges Lemaitre recibió satisfecho la noticia en 1966 en un hospital de Lovaina, Bélgica poco antes de morir. El descubrimiento de lo que se conocería como la Radiación de Fondo de Microondas Cósmicas, fue la prueba de su teoría. Pero la Teoría del Estado Estable dejaría también su aporte complementario con la nucleosíntesis de los elementos, se cree aún que la mayoría del Hidrógeno y Helio nacieron en los primeros momentos del Universo y los demás elementos mas pesados como Nitrógeno y Carbono se crearon luego en los núcleos calientes de estrellas y en explosiones de supernovas como sugirió Hoyle.
- Para ese entonces quedaban algunos vacíos por resolver en la Teoría como la observación que la temperatura en el espacio sideral era extrañamente uniforme de extremo a extremo lo que era inesperado ante la inmensa extensión de ella y la insuficiente antigüedad para que su temperatura se haya igualado en ese lapso. Entonces a principios de los años ochenta Alan Guth formula la “Teoría de la Inflación” que proponía que en el punto pequeño hubo tiempo para que esos puntos se comunicasen e igualasen su temperatura y justo después de ese momento el universo se había expandido a velocidad incluso mayor que la luz que es el límite de velocidad cósmica, donde incluso en los momentos iniciales las cuatro fuerzas estaban unidas en una superfuerza que luego se separó, cuando el universo era muy pequeño, las leyes físicas incluida la que dice que nada viaja más rápido que la luz todavía no se aplicaban, tal vez en ese momento ocurrió algo que hizo que se desplazaran más rápido que la luz, tan rápido en una hiperinflación que conservó la uniformidad que tenía cuando el universo era pequeño.
- El espaldarazo definitivo a la Teoría Big Bang ocurre cuando en 2001 la NASA lanza el satélite WMAP que fotografía el calor fósil remanente del Big Bang como una foto de la infancia universal, para compararla con el aspecto del universo de hoy y en Febrero 2003 envía con claridad las primeras fotos del universo en su infancia cuando tenía solo 380,000 años, la imagen significaba para la cosmología, el semillero que terminó germinando Galaxias y Estrellas y evidenciaban la probabilidad de la ocurrencia de la Hiperinflación de Guth, además de aportar valiosos datos como la edad, composición, ritmo de expansión, forma y evolución del universo, antes de ello gran parte de la cosmología se contentó con especular teorías discutibles, pero esta vez se obtuvo una señal concreta del misterio de nuestro origen. Estas hazañas fueron concebidas matemáticamente desde la genialidad de Copérnico y sus continuadores pero representaban conclusiones de millones de pensamientos que desde hace miles de años elucidaron sobre nuestro lugar en el Universo. El rompecabezas cósmico aún tiene piezas incógnitas por descifrar como la energía oscura que vence a la gravedad y lo disgrega todo en el universo, la materia oscura, agujeros negros, la esencia final de la materia, etc., pero el mérito visionario del Padre Lemaitre nos indica que en la historia la sapiencia intuitiva puede venir de la trinchera menos sospechada.
