De las escalas

Estando todavía en nuestros años de infancia recibimos por vez primera alguna información sobre el mundo de la ciencia en la que nos enteramos del lugar en donde estamos respecto al universo. Sin mucha emoción aprendemos que vivimos en un planeta que es como una esfera de gigantescas proporciones que se mueve de distintas maneras en un espacio infinito en compañía de otros cuerpos celestes que hacen cosas parecidas y que en su conjunto forman un sistema centralizado en el Sol, nuestra estrella. Desde entonces, cada vez que escuchamos el término “sistema solar” viene a nuestra mente una imagen de las muchas que hemos visto en los libros o recordamos el modelo tridimensional que permanecía suspendido en un rincón del salón de ciencias con las etiquetas adheridas en cada bola indicando el nombre de un planeta.

Pero a menos que hayamos seguido una carrera científica o que estemos muy interesados en la astronomía, lo más probable es que en la edad adulta tengamos una idea similar del lugar en que nos encontramos sin darle demasiada importancia porque pensamos que no es un asunto que aporte algo a nuestro diario vivir y evitamos reconocer que estamos directamente relacionados con nuestro planeta y que éste a su vez depende del sistema celeste que consideramos ajeno a nuestra zona de influencia. La perspectiva que tenemos del mundo se encuentra reducida a nuestro entorno activo y en consecuencia, también los conceptos que adoptamos para referenciarnos como individuos, los cuales no pueden estar bien dimensionados si no verificamos las reales proporciones del lugar en el que transcurre nuestra experiencia de vida. Si desconocemos nuestro origen erraremos la dirección de nuestro destino y de igual forma lo haremos si juzgamos equivocadamente el entorno en el que habitamos puesto que esto nos permite definir nuestro lugar en el mundo.

En lo que tiene que ver con el pequeño rincón del espacio universal que ocupamos, la escala de los modelos utilizados solamente representa una correlación física ya que no se puede construir una maqueta a escala del sistema solar por ejemplo, que sea práctica y a la vez real pues si lo hacemos con el sistema en su conjunto, no veremos los planetas y si vemos los planetas no veremos el sistema. Tal vez en el futuro se pueda usar un modelo holográfico que cambie su escala en relación con el punto de vista, pero mientras esto se haga realidad tendremos que confiar en nuestra imaginación y ayudarnos con algunas comparaciones que nos permitan acercarnos más a lo que necesitamos comprender para precisar los fundamentos sobre los que basamos nuestra existencia.

Hagamos entonces un ejercicio imaginario que nos revele la escala de nuestro sistema solar más allá del armazón que estaba sobre la mesa del laboratorio de física en el que un desfile de bolas del tamaño de naranjas y limones, ensartadas en aros de alambre se ordenaban circunscritas en la bola mayor, del tamaño de un melón. Saquemos de ese modelo la bola con la etiqueta “La Tierra” y usémosla de referencia aproximando los números:

Nuestro planeta tiene 12.800 kilómetros de diámetro y la bola que tenemos en la mano, que lo representa a una escala de 1/100’000.000 (Una cien millonésima parte de su tamaño real), mide 12,8 centímetros de diámetro, es como una toronja grande. La Luna tiene un diámetro de 3.500 km, que es como la cuarta parte del de la Tierra y a la misma escala sería como un limón pequeño de 3,5 cm de diámetro. Como la Luna gira alrededor de la Tierra a una distancia media de 380.000 km, este limón girará alrededor de la toronja a una distancia de 3,8 metros, o sea a cuatro pasos, como el ancho de una alcoba de un apartamento actual, no a los veinte centímetros que muestra el modelo del laboratorio del colegio que ya no queremos comparar. Pero complementemos un poco este dato: La masa de la toronja y el limón, percibidas por su peso al sostenerlas en la mano, están lejos de las que tienen, comparativamente hablando, los cuerpos celestes, así que para relacionarlas más precisamente sería apropiado cambiar las frutas por unas esferas macizas de acero y experimentar mentalmente lo que significa la fuerza de gravedad, capaz de mantenerlas en su estado de inercia a esa distancia durante un lapso que parece infinito en el que cada hora la pequeña se desplaza solamente 3,6 cm (su propio diámetro) y cada día 86 cm, alrededor de la grande.

Mientras tanto la esfera grande tampoco se ha quedado inmóvil pues cada hora está a más de un metro de su posición previa y cada día se ha movido casi 26 metros, la longitud de seis automóviles alineados, ya que para dar una vuelta alrededor del modelo a escala del Sol debe recorrer cerca de 9,5 km. El diámetro del Sol es de 1’400.000 km, ciento diez veces más que el de la Tierra, así que si colocamos ciento diez esferas de nuestro modelo de la Tierra en fila nos daremos una idea del tamaño del Sol en comparación, que sería de 14 metros, la altura de un edificio de 5 pisos.

Imaginemos que el conocido monumento a Los Héroes en Bogotá con su altura de cinco pisos lo convertimos en un balón del mismo tamaño y lo tomamos como el centro de nuestro modelo a escala 1/100’000.000 del sistema solar en el que ubicaremos los planetas a la distancia real. La autopista norte que inicia en ese lugar es frecuentemente recorrida por sus habitantes y fácilmente referenciada por los de otras ciudades del país para establecer la comparación de nuestro modelo imaginario. El planeta Mercurio que tiene 5.000 km de diámetro y orbita a una distancia de 58 millones de kilómetros del Sol, sería una esfera de 5 cm, sólo un poco más que la Luna y estará a una distancia de 580 metros de Los Héroes, o sea a seis cuadras, digamos en la calle 85, en el puente peatonal. Venus, con 12.000 km de diámetro, casi igual a la Tierra, gira alrededor del Sol a una distancia de 108 millones de kilómetros, casi el doble que Mercurio, así que nuestra esfera Venus de 12 cm la ubicamos a cinco cuadras más de distancia, en la calle 90, llegando al puente de la NQS y la esfera Tierra la llevamos hasta 1,5 km del monumento ya que nuestro planeta está a 150 millones de kilómetros de distancia del Sol, casi el triple que Mercurio, lo que sería pasando la calle 94 y el edificio de Compensar. Si nos detenemos un momento en ese lugar y miramos hacia Los Héroes imaginando que la visual hacia el balón Sol que es el monumento no está interrumpida por el puente, podremos comprobar que el tamaño en que lo vemos es similar al que vemos del Sol real.

Siguiendo nuestro recorrido por esta línea recta que es la autopista norte, tomamos una pelota de tenis de 6,8 cm de diámetro que representa a Marte y la colocamos en el puente de la calle 100 a 2,3 km del monumento ya que la órbita del planeta está a 228 millones de kilómetros del Sol, cuatro veces la distancia de la órbita de Mercurio. Curiosamente la distancia desde el Sol hasta Marte está dividida por las líneas imaginarias de las órbitas de los planetas interiores del sistema solar en cuatro partes de longitud equivalente, pero ésta no es la única proporción geométricamente “casual” que hay de las magnitudes espaciales; de lo ya mencionado podemos referir que el diámetro del Sol es como cien veces el de la Tierra y la distancia que los separa es como cien veces el diámetro del Sol.

En el sistema solar hay una órbita más externa que la de Marte de lo que se ha dado en llamar el cinturón de asteroides que limita la parte interior, con sus cuatro planetas rocosos, de la de los cuatro planetas exteriores de grandes atmósferas gaseosas además de Plutón, que aunque está considerado como un pseudo planeta todavía se entiende la parte más alejada de su órbita elíptica y descentrada como el límite del sistema solar hasta donde se calcula su tamaño. En esta parte exterior el sistema solar se expande potencialmente. Júpiter, que es el siguiente planeta en fila, está separado de Marte el doble de la distancia de la que Marte lo está del Sol, pues su órbita tiene un radio aproximado de 778 millones de kilómetros. En nuestra maqueta virtual tomamos un balón inflable de 1,43 metros, que puesto en el suelo nos llega a la altura del hombro y corresponde a los 143.000 km de diámetro del planeta, diez veces mayor que el de la tierra y diez veces menor que el del Sol, y lo ubicaremos a 7,8 km del monumento a Los Héroes, que sería como en la calle 161, la entrada principal del barrio Toberín. Si en ese sitio nos elevamos unos metros para evitar las interrupciones visuales y limpiamos mentalmente el aire para tratar de observar el monumento esférico y luminoso, alcanzaríamos a verlo del tamaño de una uva.

Luego está Saturno que con 120.000 km de diámetro lo representamos en otro balón inflable que al lado nuestro nos da por arriba del estómago y si lo adornamos con sus anillos ocuparía el espacio demarcado para dos estacionamientos vehiculares. El planeta Saturno está alejado de Júpiter tanto como éste lo está del Sol ya que lo orbita a una distancia de 1.430 millones de kilómetros, que traducido a la escala de nuestro ejemplo serían 14,3 km, ya fuera del casco urbano de la ciudad, en cercanías de la entrada a Guaymaral. Urano tiene 52.000 km de diámetro y en nuestro modelo a escala podemos usar el balón inflable con que juegan los niños en las piscinas. En este caso la línea recta de la autopista termina mucho antes que el lugar en donde deberíamos ubicarlo, porque Urano está a 2.870 millones de kilómetros del Sol, o sea que se separa de Saturno casi lo mismo que éste del Sol y que trasladado a la escala del modelo, que son 28,7 km, podemos ubicarlo en la población de Cajicá, prolongando el eje de referencia por la extensa planicie de la Sabana de Bogotá, pues en todo caso, estando tan alejados del lugar en el que está el monumento, no podemos verlo a simple vista a menos que, como sucede en la realidad, estuviera incandescente, y en ese caso podemos suponer que desde Urano el Sol se ve como una estrella del tamaño de una lenteja.

El diámetro de Neptuno es de 49.000 km, casi igual a Urano y su radio de giro alrededor del Sol es de 4.500 millones de kilómetros, esto es nuevamente, cerca del doble de la distancia que el planeta inmediatamente anterior, por lo que Urano está a similar distancia del Sol que de Neptuno, el cual representamos con otro balón de piscina y lo llevamos por la autopista central del norte a 45 km de Los Héroes en línea recta, que es un poco antes de la población de Sesquilé, ya en el área de influencia del embalse de Tominé. Desde ese punto emprendemos el último tramo del recorrido para localizar a Plutón en el modelo. A este planeta enano de 2.300 km de diámetro, una tercera parte más pequeño que la Luna, le corresponde a escala una canica de las grandes o una nuez. El plano de la órbita de Plutón no se encuentra en el mismo plano aproximado que conforman todos los planetas que le preceden, conocido como eclíptica, y la figura de su trayectoria es mucho más elíptica que la de ellos hasta el punto que cuando se encuentra más cercano al Sol se adelanta a la órbita de Neptuno aunque en su parte más alejada alcanza una distancia de 6.000 millones de kilómetros, que para nuestro ejemplo serían 60 km, así que siguiendo por la misma autopista central llegamos al embalse del Sisga que está a esa distancia en línea recta del monumento a Los Héroes.

Imaginemos esta pesada canica girando alrededor de ese monumento a semejante distancia a causa de la atracción que éste ejerce sobre ella. No cabe duda que es una energía muy poderosa y eso que entre las fuerzas que actúan en el universo es considerada como la más débil, pero alcanza para controlar este cuerpo celeste y otros más distantes como Eris que es un poco mayor que Plutón y orbita el Sol a una distancia de más de 10.000 millones de kilómetros. Desde Plutón el Sol debe verse como una estrella más, aunque de luz muy intensa y su circunvolución aún es tomada como referencia para determinar el diámetro del sistema solar que en este caso es de 12.000 millones de kilómetros, pero si tomamos un promedio entre las distancias de Plutón y Eris, podemos decir que el tamaño del sistema solar de nuestro modelo a una escala cien millones de veces menor, cuyo centro y Sol es el monumento de Los Héroes, situado en un punto central de la ciudad que también está geográficamente centrada en el departamento del cual es capital, es comparable a este departamento de Cundinamarca.

Si en nuestro ejercicio imaginario nos situamos en alguno de estos planetas e intentamos detectar visualmente cualquiera de los otros, constataremos que parecen inexistentes aún estando, como están en este ejercicio, a la menor distancia en su órbita respecto de los otros, y siendo así, ¿cómo se podrían detectar si se encontraran en una posición opuesta de su traslación alrededor del monumento? Parece imposible, excepto en el caso que durante una noche quitáramos la electricidad en toda la ciudad, y con ella a la ciudad misma para encontrar en las esferas más cercanas el reflejo de la única luz incandescente del balón Sol. Pero ya sabemos que aún así, desde la calle 94 donde está la esfera Tierra sólo veríamos a simple vista y con mucha atención, hasta el balón Saturno de Guaymaral.

La luz viaja a casi 300.000 km por segundo. Según esto, nunca vemos el Sol del momento presente sino el de hace 8 minutos, que es lo que tarda su luz en llegar a la Tierra. En Plutón se ve el Sol de cinco horas y media antes. A esa velocidad vertiginosa, la luz recorre el sistema solar de lado a lado en unas once horas, eso nos puede dar idea de las enormes distancias que hay entre los cuerpos celestes. Con estas proporciones, la suma de toda la materia comparada con el espacio “vacío” que la rodea es cercana al 0%.

El Sol de nuestro sistema solar es apenas una estrella entre al menos 200.000 millones calculadas en la galaxia de la Vía Láctea y la más cercana es Alfa Centauri, a 4,3 años luz de distancia, que traducido a nuestra maqueta a escala es como ubicar otro balón Sol de cinco pisos de alto a 430.000 km de distancia del monumento a Los Héroes, o sea más allá de la Luna (que está a 380.000 km de la tierra), así que la maqueta a escala de toda la galaxia ocuparía más espacio que el que ocupa realmente nuestro sistema solar porque su diámetro es del orden de 120.000 años luz, lo que quiere decir que si nuestro Sol está por los lados del borde del disco galáctico, su luz tardaría ciento veinte mil años en atravesarlo hasta el otro lado a la velocidad de trescientos mil kilómetros cada segundo (La luz recorre casi 10 millones de millones de kilómetros en un año). De locos, ¿no?

De tantas estrellas que hay en nuestra galaxia, las cuales deben ser centro de sus propios sistemas planetarios, se han logrado medir muchas con procedimientos físico-matemáticos que han revelado que nuestro Sol, tan gigantesco como es, se cataloga entre las estrellas de menor tamaño y que hay gran cantidad de ellas que incluso superan el diámetro del Sol miles de veces. Antares, por ejemplo, es mil veces más grande y está en el grupo de las medianas, según se ve en este video de 100 segundos:

Bueno, pero hay otro dato: En el universo conocido, que es como se le denomina a la porción que el hombre ha detectado, se ha calculado la existencia de unos 125.000 millones de galaxias, muchas de ellas con billones de estrellas. La galaxia más próxima a nuestra Vía Láctea es Andrómeda que está a 2,3 millones de años luz. Esto lo podemos traducir para darnos una idea de la distancia, que en el espacio que hay entre estas dos galaxias caben 23 más de igual tamaño. Las estrellas y sus sistemas planetarios conforman galaxias, éstas forman cúmulos que también se destacan separados de otros a enormes distancias; a su vez agrupaciones de cúmulos forman supercúmulos. El Supercúmulo Local, que es como se denomina al que contiene, con muchos otros, al Cúmulo Local en donde está la Vía Láctea, tiene un diámetro aproximado de 500 millones de años luz. Alrededor de la bóveda celeste están catalogados muchos supercúmulos que hacen suponer que podrían conformar otras agrupaciones mayores, esta bóveda celeste es el mapa esférico aparente que rodea nuestra esfera terrestre y representa al mencionado universo conocido que los astrofísicos suponen del tamaño de 1/1.000’000.000 una mil millonésima parte del universo teórico.

Reflexionando un poco sobre estas inconmensurables magnitudes que sobrepasan la concepción mental humana, se pueden inferir muchas cosas alrededor de la filosofía que sacuden las bases de los conceptos en que nos apoyamos para definir la vida. Al ampliar cada vez más la imagen física del universo hasta ver los tejidos estructurales que conforman la asociación de unos grupos dentro de otros formando cadenas y tramas de elegantes composiciones geométricas, aparecen repentinamente los modelos que reconocemos de las formaciones microscópicas de las células neuronales que componen el cerebro, o las cadenas entrelazadas del ADN involucradas en la construcción del cuerpo humano. Recordamos que las células son los ladrillos que constituyen el edificio físico y están presentes en todos los organismos existentes, que trabajan asociadas entre sí con un propósito evolutivo, en cantidades que se cuentan por miles de millones en cada cuerpo y que a pesar de su diminuto tamaño son una compleja formación de partes aún más diminutas como los polímeros que básicamente son macromoléculas, o sea formaciones de moléculas y que éstas a su vez se componen de átomos. Al penetrar en el espacio molecular aparece un universo de partículas que semejan galaxias en constante movimiento interdependiente, hay moléculas compuestas de uno o dos átomos y otras que pueden contener miles e incluso millones de ellos. En una sola gota de agua por ejemplo, puede haber mil trillones de átomos cuyo tamaño es del orden de -10.000.000.000 m. Para entender mejor su patrón de escala digamos que si un balón de basquetbol fuera del tamaño de la Tierra, sus átomos no serían más grandes que una bola de golf.

Y ya que logramos visualizar un átomo a este tamaño podemos penetrar en él para constatar que allí dentro también hay un micro sistema solar de características comparables al universal puesto que lo que más encontramos es espacio “vacío”. Las dimensiones de las partículas que hay en él son tan microscópicas que así como sucede en el espacio interestelar en donde el porcentaje de la materia comparado con el espacio que la rodea (que en realidad es la energía que sostiene a los cuerpos en su interacción) es casi cero, en los átomos ocurre algo semejante pues las partículas que lo componen, independientemente de su cantidad, están separadas entre sí por enormes distancias en comparación con su tamaño, inmersos en una energía que los mantiene agrupados pero separados (distintas clases de radiación subatómica que pueden ser algo así como su fuerza de gravitación miniaturizada aunque de potencia muy superior) y en permanente movimiento alrededor del núcleo que es la partícula más grande y que sólo mide 1/10.000 una diezmilésima parte del diámetro del átomo (-10.000.000.000.000 m). Si en nuestra maqueta a escala decidiéramos que el balón Sol de 15 metros de alto fuera más bien un átomo, su núcleo sería del tamaño de un grano de arena y las partículas que lo orbitan, como los electrones, casi invisibles a simple vista.

Los electrones no son las únicas partículas que orbitan el núcleo del átomo pero son las más conocidas de este pequeño universo en el que ninguna de ellas ha podido ser vista sino apenas detectadas en complejos experimentos de laboratorio. Por ellos se sabe que un átomo puede tener varias decenas de electrones girando en capas alrededor del núcleo, o mejor dicho en órbitas geométricas a la manera de planetas en el sistema solar. La dificultad para detectar la ubicación de estas partículas ha dirigido la atención científica hacia el núcleo del átomo en el intento de descubrir los elementos que lo conforman, ya que después de todo en él se concentra el 99% de la masa atómica, encontrando que éste es una fusión de protones y neutrones en intensa actividad energética que están compuestos de partículas aún más pequeñas llamadas mesones las cuales son formadas por otras llamadas quarks, que por ser las más pequeñas conocidas se han dado en llamar la materia prima del universo.

Sí, pero hace apenas un par de siglos se creía que el átomo era la materia prima de todo lo existente y tampoco se tenía indicio de la existencia de las galaxias ya que no se podían distinguir de las estrellas. ¿Cómo podemos suponer que haya algún límite en el tamaño de la materia sólo porque nuestra mente no tiene la capacidad de concebir un concepto en el cual sea posible adentrarse cada vez en las partículas para encontrar otras más pequeñas sin fin, teniendo en cuenta que “algo” siempre debe componerse de “algo” que tenga alguna dimensión, y por pequeña que sea, tendrá bordes opuestos susceptibles de ser medidos? Igualmente nos empeñamos en concretar un recipiente que contenga el universo porque nuestro intelecto no admite la posibilidad que el universo sea un espacio ilimitado en el que cada vez la reunión de la materia forme nuevos cuerpos sin fin, como se evidencia a partir de los más minúsculos que conocemos, aún prefiriendo buscar una respuesta al más complicado concepto de ¿qué habría más allá del borde del universo si no es espacio? Los científicos siguen descubriendo más y más componentes en la materia y aún así parecen muy renuentes a considerar que nuestro conocimiento es demasiado limitado como para lanzar afirmaciones concluyentes, sin embargo en la era moderna, al menos en lo que concierne a la macro ciencia, no les ha quedado más remedio que ablandarse un poco de su sistemática arrogancia ante la evidencia de nuestra insignificante situación en este inconmensurable universo que nos enseña que lejos de lo que consciente o inconscientemente creamos, no somos el centro del universo ni los seres exclusivos que imaginamos y que si nuestro planeta con toda la humanidad en toda su historia se esfumara de la existencia o nunca hubiera existido, nada cambiaría en el devenir universal. Da igual que estemos o no, nosotros dependemos del mundo pero el mundo no nos necesita a nosotros.