¿Qué lugar ocupamos en el universo?

El sentido - Comentarios -
Siempre había dado por sentado, mirando el cielo estrellado en noches muy oscuras de luna nueva, que nosotros éramos insignificantes en la inmensidad del Universo, pero hubo un día que ocurrió algo que me hizo dudar si eso era realmente así.
Recuerdo lo sorprendente que fue observar por primera vez la palma de mi mano a través de una potente lupa. Y no digamos ya una simple gota de agua en un microscopio. El aspecto de la piel humana agrandado unas pocas veces te presenta algo tan extraño que cuesta aceptarlo como propio, así como el rico mundo de microorganismos que vive en una mínima cantidad de agua resulta fascinante.

Y es que acostumbrados a nuestra escala, al tamaño en que nosotros percibimos las cosas a través de la vista, nos parece imposible que existan cosas tan complejas de un tamaño tan pequeño.

Sin embargo no sólo existen sino que, como vamos a ver, son únicamente el siguiente paso a nosotros, porque hay cosas mucho más pequeñas que esos microorganismos; tanto que, a su lado, esos invisibles seres son verdaderos mundos gigantescos.

¿Existe algo tan pequeño que no pueda dividirse?

Si pudiéramos dividir por la mitad y cortar una hoja de papel una y otra vez, llegaría un momento en el que seria imposible cortarla más. Esto es lo que los antiguos griegos idearon con el nombre de átomos, es decir, aquello que no se puede dividir más.

Sin embargo, para ellos este átomo debía ser algo físico, una parte ya indivisible por no poder ser más pequeña. El primero en referirse a un átomo fue Leucipo en el siglo V a. C.

Hoy sabemos dos cosas que los griegos no sospecharon: una, que el átomo es divisible, que está formado por partículas más pequeñas que el propio átomo, y dos, la naturaleza eléctrica de la materia, es decir la presencia en los cuerpos de dos tipos de cargas denominadas positiva y negativa. Los cuerpos que han adquirido carga del mismo tipo se repelen y los que tienen cargas distintas se atraen. Por lo general la materia es eléctricamente neutra y tiene la misma cantidad de cada tipo de carga.

¿Cómo es un átomo?

Para hacernos una idea de cómo es un átomo imaginemos una ciudad inmensa, del tamaño de Londres, por ejemplo. Colocamos un balón de fútbol en el centro. El balón sería el núcleo del átomo que contendría protones y neutrones (con carga positiva y neutra, respectivamente)
Ese balón (el núcleo) sería extremadamente denso pues contendría casi toda la materia del átomo. El resto de la ciudad sería el espacio donde los electrones (con carga negativa) “orbitan” el núcleo. Como toda la materia está constituida de átomos, vemos que ésta en realidad es energía que interactúa, pues casi todo el espacio está vacío.

Estos sistemas de energía que se relacionan entre sí son los átomos, y recuerdan de una manera muy básica el funcionamiento de un sistema estelar, donde el centro del mismo es la estrella, que ocupa el 99% de toda la masa del mismo, y a su alrededor orbitan planetas, asteroides y otros elementos, que lo hacen a una distancia a veces enormemente lejana a su estrella, siendo casi todo el espacio restante vacío.

Y, al igual que tan sólo observando desde muy lejos un sistema estelar podemos asociarlo con un grupo de estrellas, hasta llegar a conformar una galaxia formada por cientos de miles de millones de ellas, así la asociación de un número gigantesco de átomos  pueden formar elementos químicos y cosas como una piedra, una persona, un planeta o una estrella. Curiosamente con nuestros sentidos y, desde nuestra perspectiva, nos resulta imposible percibir una cosa y la otra, pues sólo vemos lo que está a nuestra escala. Por tanto, igual que en la piel humana o en una gota de agua no distinguimos en absoluto la vida microscópica, para un observador del planeta Tierra desde el espacio sería imposible saber que estamos aquí.
Órbitas de electrones en el núcleo de un átomo física cuántica

¿Qué es lo más pequeño que existe?

Ya hemos visto que el núcleo del átomo está dividido en protones y neutrones, orbitando a su alrededor los electrones. Pero además los protones y neutrones están compuestos de partículas más elementales, los quarks. Lo más pequeño que se ha concebido que existe es la espuma cuántica, que tendría una longitud de 1,6 x 10-35 m.

Estos números pueden orientarnos para hacernos una idea, pero es necesario ponerlo en contexto para que seamos capaces de entender la dimensión de lo que estamos hablando: 0,01 metros es 1 centímetro. 0,001 metros (10-3 m) es 0,1 centímetros, es decir, la milésima parte de un metro (dos ceros detrás de la coma decimal). Si pensamos que el tamaño de la espuma cuántica es de 10-35 m, estamos hablando de 34 ceros detrás de la coma decimal (a esto se le llama la longitud de Planck, pues no existía ni nomenclatura para un número de esas dimensiones).

Se estima que el Universo tiene un tamaño aproximado de 1026 ó 1027 metros, pero el tamaño más pequeño conocido, como hemos visto, es de 10-35 metros. Es decir, si nos atenemos a lo que conocemos, pues no sabemos si existen estructuras aún más pequeñas o si el tamaño del Universo es mucho más grande de lo que podemos calcular, cada uno de nosotros estamos mucho más cerca, en una escala de tamaño, del Universo completo que de lo más pequeño que existe.
Órbitas átomos fuerzas fundamentales física cuántica

¿Cuál es nuestro lugar en el Universo físico?

Por supuesto sigo saliendo cada vez que puedo a mirar el cielo nocturno y continúo maravillándome de lo inconmensurable del cosmos, del que no olvidemos somos parte, pero no puedo evitar pensar que, si bien la Vía Láctea tiene entre 100 y 400 mil millones de estrellas, sólo nuestro cerebro podría tener más de 170 mil millones de células, entre neuronas y otros tipos, y que en el cuerpo de un hombre joven de unos 70 kg y 170 cm de estatura hay aproximadamente 30 billones de células, cifras no muy diferentes a una mujer de similares características. Pues bien, se estima que cada una de esas células contiene 100 billones de átomos.

Como veis, en realidad, nosotros mismos somos un universo profundo y probablemente más complejo que el Cosmos hacia afuera. Sólo nuestra realidad más cercana es un multiverso, compuesto por multitud de universos, que somos nosotros y los demás. Representamos un misterio insondable y nuestra existencia posee un valor que no podemos alcanzar ni a imaginar.

El Universo tiene un tamaño aproximado de 1026 ó 1027 metros, pero el tamaño más pequeño conocido es de 10-35 metros. Cada uno de nosotros estamos mucho más cerca del Universo completo que de lo más pequeño que existe.

Finalmente, os dejo un magnífico vídeo de Reigarw Comparisons donde nos muestran una comparación de objetos en tres dimensiones, desde la espuma cuántica hasta el tamaño del Universo completo, que nos ayuda a comprender de manera muy didáctica nuestro lugar en el Universo.

En el próximo artículo nos adentraremos en el misterio de la física cuántica, que estudia las leyes que gobiernan el mundo de lo muy pequeño, de las partículas, y de sus reglas, tan radicalmente diferentes a las leyes a las que estamos acostumbrados en el mundo en el que vivimos, que la hace tan absolutamente contraintuitiva y desconcertante como fascinante. 

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