Mapa de Etiquetas

Aquí tenéis el Mapa Conceptual con las relaciones entre las distintas etiquetas del blog:

Tal vez recordaréis que di una explicación básica del significado de las etiquetas más importantes ya en la segunda entrada de La Belleza y el Tiempo, allá por verano del 2012. Coincidiendo con la celebración de las cien, doscientas y trescientas entradas del blog he hablado un poco más de las etiquetas y de cuáles de ellas han sido temas más frecuentes en mis textos. Recuerdo que antes de alcanzar los cien posts añadí la etiqueta de Imagen, para las entradas con fotos. La de Interrelación es una idea que no ha llegado a entrar en el Mapa de Etiquetas pero que bien podría estar en él, conectada con la de Conocimiento, como explicamos en una ocasión… Y lo mismo pasa con el concepto de Equilibrio, parte fundamental de otra afirmación importantísima en la armazón filosófica del blog: que el Sentido de la Vida debe basarse en la búsqueda del “Todos-Mejor-Siempre” en contraposición al “Yo-Más-Ahora”.

La razón por la que dedico la entrega de hoy al Mapa de Etiquetas es que desde primeros de este mes ha desaparecido el servicio de Google+, en el que guardaba tan solo un par de imágenes, entre ellas la del Mapa, a la que enlazaba desde la columna derecha del blog. A partir de ahora el enlace será precisamente a esta entrada. Pendiente para más adelante queda el repaso a los demás gadgets de la página, cambiando o eliminando los que no se usen o estén desfasados para que así su diseño sea más racional. No suelo tener mucho tiempo para dedicarme al mantenimiento del blog, así que os lo agradecería mucho si me avisárais cuando, navegando por las entradas antiguas, veáis que hay enlaces rotos, imágenes que falten o cosas que no funcionen en general… Para terminar, y ya que hablamos de este conjunto de consignas que es como el Mapa de mi Vida, simplemente comentar que la idea de Mapa como concepto general es algo que me apasiona, y que más tarde o más temprano publicaré aquí una entrada sobre el tema.

Despacito (III)

Después de buscar patrones repetitivos en el ámbito de la meteorología, la geología o la astronomía, terminamos esta entrada múltiple hablando de los ciclos naturales más largos de los que se tiene noticia… Así como un año es el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta al Sol (a un ritmo de 30 kilómetros por segundo), un año galáctico o año cósmico es el tiempo que tarda el Sistema Solar en dar una vuelta completa alrededor del centro de la Vía Láctea, a una velocidad de 230 kilómetros por segundo. Se ha estimado que un año galáctico son aproximadamente 225 millones de años; es una unidad de tiempo a caballo entre lo geológico y lo cosmológico.

Tomándola como referencia, podríamos decir que la edad del Universo son unos sesenta y un años galácticos y la Vía Láctea apareció hace cincuenta y cuatro, y que desde su nacimiento el Sol con sus planetas ha orbitado unas veinte veces y media alrededor del agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia. Como ya comentamos una vez en el blog, es una suerte que nuestro sistema estelar esté fuera de los brazos espirales de la Vía Láctea, con mayor densidad de estrellas, y que además orbite a una velocidad similar a la de estos, porque eso evita que se adentre en estas zonas, más peligrosas por las emisiones de rayos X y gamma o las colisiones con asteroides, que podrían acabar con la Vida en la Tierra.

Describamos a continuación un ciclo todavía más lento. Una nebulosa es una nube de hidrógeno y polvo que flota en el espacio y en la que se pueden formar estrellas: veamos cuál es el proceso. El gas se va concentrando lentamente por pura atracción gravitatoria, y tras un periodo de Tiempo suficientemente largo la temperatura y la presión en el centro de esta nube son suficientemente altos para que se produzca la fusión nuclear del hidrógeno en helio, estabilizándose así la recién nacida estrella, que empieza a brillar con luz propia. El ciclo vital de esta estrella será distinto dependiendo de la masa que tenga. En algunos casos, la formación de una enana blanca a partir de una estrella de poca masa va unida a la expulsión de sus capas exteriores, que forman lo que se ha dado en llamar una nebulosa planetaria. En la creación de una estrella de neutrones o de un agujero negro a partir de una estrella más masiva se produce una explosión de supernova que también emite grandes cantidades de material, incluyendo los elementos más pesados de la Tabla Periódica, hacia los alrededores.

Los elementos medios y pesados como el carbón, el oxígeno o el hierro son muy importantes en la formación de pequeñas partículas de polvo cósmico, que propician la creación de moléculas de hidrógeno, al encontrarse más fácilmente en su vecindad dos átomos de dicho elemento, y además las protegen de la radiación circundante, favoreciendo así el nacimiento de nuevas estrellas en estas nubes moleculares, con lo que se cierra el ciclo. Por eso las primeras galaxias que se formaron en el Universo, al ser menos ricas en polvo y elementos pesados, no eran muy eficientes en cuanto a la generación de nuevas estrellas.

El polvo de las nebulosas planetarias o el despedido por las explosiones de supernova no vuelve a condensarse para formar nuevas estrellas cuando hay una sola nube, pero sí cuando son dos o más las que coinciden en el mismo punto, procedentes de distintos lugares. Cuando esto pasa, el hidrógeno que estaba en las capas más externas y que salió despedido con la supernova podría acabar más adelante produciendo fusión nuclear en el interior de una estrella de la siguiente generación. También puede ocurrir que la onda de choque llegue a una nube lejana de hidrógeno en reposo y favorezca el aumento de la concentración del gas que produce a su vez la formación de la nueva estrella.

Las estrellas de segunda generación están hechas a partir de restos de estrellas de primera generación, y las de tercera a partir de restos de las de primera y segunda. Todas las que vemos hoy en el cielo son como mínimo de segunda o tercera generación, e incluso hay algunas de cuarta. Sabemos que nuestra estrella es de tercera o cuarta generación porque el Sistema Solar es rico en elementos pesados: los astrónomos piensan que debe haberse formado (hace 4.500 Ma) gracias a la combinación de materiales de varias supernovas cercanas. El Sol es una estrella pequeña, así que es poco probable que dé lugar por sí solo a otra nueva cuando desaparezca… En definitiva, el ciclo por el cual las nubes de gas se transforman en estrellas y estas de nuevo en gas (más enanas blancas, estrellas de neutrones o agujeros negros) debe ser uno de los más lentos que existen, con periodos de miles de millones de años, tal vez un cuarto o un tercio de la edad del Universo, que, recordemos, son 13.800 Ma.

Pero ¿es el más lento de todos? ¿Puede ser la duración total de nuestro Universo, desde su inicio hasta su aún lejano final, una sola iteración de un ciclo periódico todavía más extenso? La teoría actualmente más aceptada acerca del fin de nuestro Universo sostiene que el Espacio entre las galaxias seguirá expandiéndose cada vez más rápido gracias a la llamada energía oscura, de la que todavía no sabemos mucho, pero hay otra posible explicación según la cual la energía oscura sería menor de lo que pensamos o disminuiría con el paso del Tiempo, ralentizando la expansión del Universo y permitiendo a la gravedad imponerse para pasar de una fase de expansión a otra de contracción. Las galaxias se acercarían las unas a las otras, la temperatura aumentaría cada vez más y poco antes de la colisión final, llamada Big Crunch, solo quedarían agujeros negros supermasivos; estos se fusionarían en uno solo que contendría toda la masa del Universo y que se devoraría a sí mismo. Algunos especialistas creen que este Big Crunch daría lugar a un efecto rebote, el Big Bounce, en forma de Big Bang de un nuevo Universo, iniciándose un nuevo ciclo y repitiéndose una y otra vez esta secuencia de expansiones y contracciones del Espacio-Tiempo.

Existen distintos modelos cosmológicos cíclicos basados en estas ideas, aunque por ahora, a falta de evidencias experimentales que los confirmen o los refuten, no son más que meras especulaciones con multitud de cabos sueltos por resolver. Por ejemplo, algunos cosmólogos afirman que para no violar la segunda ley de la Termodinámica, que dice que la entropía (el desorden) del Universo siempre tiene que aumentar, estos ciclos de expansión y contracción deberían ser cada vez de mayor duración y con expansiones más grandes. Por otra parte, supongo que es algo tramposo definir esto como un fenómeno periódico que se repite en el Tiempo, porque el Tiempo como tal no existe antes del Big Bang, y supongo que tampoco cuando se alcanza el Big Crunch… pero bueno, no nos pongamos demasiado puntillosos.

Como os decía antes, la teoría más aceptada hoy en día acerca del final de todo es la del Big Freeze o Muerte Térmica del Universo, en la cual las galaxias siguen alejándose las unas de las otras de manera indefinida y no tiene lugar ningún proceso cíclico; en otra ocasión, más adelante, la describiremos con detalle en el blog y veremos que la duración de las últimas etapas será tan grande que el Tiempo parecerá detenerse… Y por hoy ya está bien, terminamos aquí esta tercera y última entrega. Después de leerla puede que os sintáis una vez más muy, muy pequeños ante la inmensidad del Tiempo y el Espacio, pero yo creo que por el contrario deberíamos sentirnos grandes y orgullosos: tiene mucho mérito para la Humanidad, atrapada en este diminuto punto azul pálido que es la Tierra, haber logrado descubrir tantas cosas en tan solo dos mil quinientos años, desde que Hiparco y otros como él, fascinados por lo que observaban en el cielo nocturno, empezaron a hacerse preguntas y a aplicar el método científico para comprender todo lo que les rodeaba, preparando el camino a los geólogos, astrónomos y cosmólogos que vendrían después de ellos.

Despacito (II)

En la primera entrega de esta entrada múltiple estuvimos hablando sobre todo de Geología, y a partir de aquí nos centraremos en la Astronomía y la Cosmología. Buscaremos ahora patrones cíclicos relativos a los cambios de posición de la Tierra dentro de nuestro sistema estelar y de nuestra galaxia. La semana pasada ya comentamos que el eje de rotación terrestre está inclinado, lo que da lugar a las cuatro estaciones a lo largo del año, pero ahí no acaba la cosa… El astrónomo griego Hiparco de Nicea dedujo un fenómeno curioso hacia el año 130 antes de Cristo. Comparando sus propias colecciones de datos con otras griegas y babilonias de siglos atrás detectó pequeñas diferencias en la posición de los equinoccios, deduciendo que el eje de rotación va cambiando muy lentamente de orientación con el paso de los años.

Hoy en día sabemos que cada 26.000 años se completa un ciclo completo de precesión, similar al de una peonza, en el que el eje de rotación terrestre va girando a lo largo de un cono con veintitrés grados y medio entre su propio eje y la generatriz. Este efecto de precesión se debe a la acción gravitatoria de la Luna y el Sol sobre el exceso de masa del ecuador por la forma achatada del planeta, que a su vez es debida a su propia rotación y a la inercia de dicha masa. También hay un efecto menor y más complicado de explicar debido a los otros planetas de nuestro sistema, pero no nos detendremos en ello aquí.

Esto hace que la referencia que menos se mueve al pasar las horas en el cielo nocturno vaya cambiando con el paso de los siglos, al girar el eje de rotación: hace cinco mil años no era Polaris, la actual Estrella Polar de la Osa Menor (que alcanzó en 2017 su máximo de cercanía al eje de rotación), sino Thuban, en la constelación del Dragón (usada por los egipcios), y dentro de 12.000 años será Vega, en la constelación de Lira. Otra consecuencia bastante chocante es que a día de hoy los trópicos se están acercando al ecuador a razón de catorce metros por año, y los círculos polares se están acercando también a los polos. El Sáhara de hace 5.000 años estaba lleno de vegetación y de agua, y dentro de unos 20.000 en teoría debería volver a estarlo; ahora mismo los cocodrilos del Nilo aguantan como pueden en los oasis, esperando que vuelvan los buenos tiempos.

Hay otros ciclos de periodo más largo que también influyen en el clima, estudiados en los años 20 y 30 del siglo pasado por el geofísico y astrónomo serbio Milutin Milankovich. Aparte de la inclinación del eje y la precesión se puede añadir otro factor relacionado con el movimiento terrestre: la excentricidad de la órbita, que debido a interacciones gravitatorias complejas en el Sistema Solar (principalmente por Venus, Júpiter y Saturno) va cambiando de ser casi circular a un 5% elíptica en un ciclo de unos 413.000 años de duración. Hay otra componente cíclica en la evolución de la excentricidad, con un periodo de unos 100.000 años, que se combina con el de 413.000 y que permite explicar bastante bien las cuatro glaciaciones del último medio millón de años. Estos ciclos largos hacen que los efectos de otros ciclos más cortos se agudicen más (en la fase elíptica) o menos (en la fase circular, que es donde estamos ahora), pero son estos ciclos cortos (como el de 26.000 años, por ejemplo) los que se hacen notar de forma más palpable.

Se puede intentar confirmar las teorías de Milankovich estudiando los diferentes estratos en la roca o en los hielos perpetuos de los polos, que nos dan pistas acerca de cómo era el clima en el Pasado remoto. Por ejemplo, la cantidad relativa de oxígeno y nitrógeno en las burbujas de aire atrapadas en el hielo nos informa de la cantidad de radiación solar recibida en cada época. También es importante saber si esta radiación incide sobre el agua o sobre los continentes, y tener en cuenta que la mayor parte de las tierras emergidas se concentran en el hemisferio norte… El problema es complicado porque el número de factores a considerar es grande; la órbita terrestre tanto pasada como futura se puede predecir bastante bien, pero el clima del Planeta ya es harina de otro costal. Además, las enormes cantidades de dióxido de carbono que hemos soltado a la atmósfera en el último par de siglos se hacen notar más que cualquiera de los ciclos antes citados; el calientamiento sufrido podría hacer que no volvamos a experimentar otra glaciación de las que suelen darse cada cien mil años.

Hay otros ciclos lentos relacionados con la Tierra, como los intercambios de los polos norte y sur magnéticos del Planeta, conocidos como inversión geomagnética. Estos cambios del Pasado remoto pueden rastrearse porque las rocas volcánicas de los correspondientes estratos, al enfriarse, quedan magnetizadas en la dirección del campo magnético terrestre en esa época, y algo similar pasa con los sedimentos de los fondos marinos. Los científicos intentaron averiguar si estas inversiones, durante las cuales el campo se debilita pero no se anula, se producían de forma cíclica, pero parece que son bastante aleatorias, pudiendo durar una fase (también llamada cron de polaridad) desde solo doscientos años hasta varias decenas de millones. Ha habido 183 inversiones en los últimos 83 Ma, siendo la más reciente de hace 780.000 años. Como nota a pie de página, decir que también se han observado inversiones magnéticas en el Sol.

Recordemos por qué la Tierra tiene un campo magnético: las corrientes convectivas de hierro fundido en el interior del Planeta generan corrientes eléctricas, y estas a su vez dan lugar al campo por efecto dinamo. Al parecer, el campo magnético de Marte desapareció por solidificarse su núcleo al ser más pequeño y disipar calor más rápidamente; esto hizo que la radiación solar eliminara su atmósfera y se evaporase el agua que hubo allí en el Pasado… En cuanto a las alteraciones en el campo magnético terrestre, podrían ser debidas a eventos ajenos al propio magma, como el impacto de un asteroide en el exterior o la subducción de una placa tectónica, que alteran los flujos convectivos y desajustan el campo, que poco a poco puede volver a estabilizarse con la misma polaridad o con la contraria, de forma aleatoria. Se han hecho estudios para tratar de averiguar si las extinciones masivas están relacionadas con estas inversiones, pero aún no hay conclusiones claras al respecto, así que no tiene sentido preocuparnos demasiado por la próxima, que llegará más tarde o más temprano.

Pasemos al último fenómeno natural de velocidad superlenta del que hablaremos hoy. Hace exactamente trescientos años el astrónomo británico Edmond Halley fue el primero en darse cuenta de que comparando las constelaciones de entonces con las registradas por los griegos mil seiscientos años atrás (tal y como hizo Hiparco en su día) se observaban pequeñas diferencias en la posición de algunas estrellas (también el color y el brillo de los astros experimentan cambios, pero no nos metamos en detalles). Por tanto, las constelaciones han ido cambiando de forma con el paso del Tiempo. La explicación radica en que las estrellas que forman cada constelación están a muy distintas distancias de la Tierra y se mueven en varias direcciones a distintas velocidades, aunque tardan mucho en cambiar de posición aparente por estar tan lejos de nosotros y a lo largo de una vida humana no se nota la diferencia.

En cuanto a las constelaciones del zodiaco, son aquellas por las que pasa a lo largo del año la línea imaginaria que une la Tierra y el Sol. Los babilonios llevaron a cabo hace tres milenios la asignación entre las constelaciones del zodiaco y los doce meses del año, ignorando ya desde entonces la constelación de Ofiuco y algunas otras más pequeñas para que les cuadrase todo mejor. No todas estas constelaciones tienen el mismo tamaño; por ejemplo, la línea imaginaria apunta a Virgo durante cuarenta y cinco días y a Escorpio solo durante siete, pero se escogió a Escorpio antes que a Ofiuco por tener estrellas más brillantes y una forma más reconocible… En la actualidad el cambio en el eje de rotación de la Tierra ha hecho que cambien las fechas del año correspondientes a cada constelación, y por tanto a cada signo del zodiaco. No hace falta decir que este hecho no afecta para nada a la efectividad de los horóscopos: siempre ha sido nula y lo seguirá siendo.

Por tanto, podemos concluir que lo que nos cuentan los libros de texto del colegio sobre cosas aparentemente inmutables como las constelaciones, la estrella polar, las estaciones, el clima, los polos magnéticos o la forma de los continentes describe tan solo cómo están ahora mismo; es como una instantánea del Presente en la evolución de un Mundo siempre cambiante, aunque no nos demos cuenta a primera vista por ser nuestras vidas demasiado cortas comparadas con la duración de estos procesos o ciclos.

Con el paso de los siglos el alineamiento de algunas pirámides egipcias o mayas y de ciertos monumentos megalíticos, que señalaban con precisión y de forma a veces muy poética la llegada de los solsticios o equinoccios, ha perdido en parte su sentido porque tomaban como referencia las estrellas, la Luna y el Sol tal y como se comportaban en aquel momento… Estos monumentos, prueba de la destreza de estas antiguas civilizaciones para predecir el movimiento de los astros a lo largo del año, se quedan obsoletos tras el paso de varios milenios… Al menos hasta que se complete un ciclo de larga duración y vuelvan a “dar la hora” correctamente. Como todavía queda bastante que contar, lo dejamos para la tercera (y supongo que última) parte de esta entrada. La semana que viene hablaremos de otros procesos cosmológicos periódicos o casi periódicos de duración tan grande que incluso los cuatrocientos mil años del ciclo de Milankovich se quedan minúsculos en comparación.