[“El hombre tiene que ser del tamaño del problema en que se mete” – Anónimo]
Había empezado a escribir sobre otro tema – El porqué de la incomprensión, aún hablando el mismo idioma – pero una conversación con una amiga sobre los quarks y los espacios negros (vamos, la típica conversación de café jeje), ha hecho que recuperara una magnífica exposición de Natalie Angier al respecto a ver si lo entiende mejor que con lo que yo le dije. Ya volveré sobre la incomunicación, que, desgraciadamente, va a seguir ahí :-)
Pretendo con este artículo hablar de lo muy pequeño y de lo muy grande. De cómo el tamaño es un tónico para nuestra humildad. De lo absurdo que es que el ser humano insista antropocéntricamente en imponer su ley. De las verdaderas dimensiones de la naturaleza.
Si miramos para arriba en una noche despejada y sin contaminación lumínica, partimos de la base de que tan sólo contemplamos unas 2500 estrellas de los 300.000 millones que pueblan nuestra Vía Láctea, y que probablemente existen otros 100.000 millones de estrellas en el Universo, más allá de nuestra Vía Láctea.
Los Reyes solían creer que algunas partes de sus cuerpos poseían proporciones lo suficientemente divinas como para merecer su adopción como unidades de medidas estándares. El emperador romano Carlomagno declaró en el siglo IX que la longitud de su pie sería desde entonces el pie. Según esta medida, el emperador podía presumir de medir 7 pies de altura. Tres siglos más tarde, el monarca británico Enrique I decretó que la yarda sería el equivalente a la distancia entre su nariz y la punta del dedo mediano, con el brazo totalmente extendido. Los romanos siempre dispuestos a pasear, concibieron el concepto de milla como la distancia que puede recorrer un hombre al hacer 1000 pasos.
El sistema métrico – adoptado por todos los científicos y por casi todos los países – es defendible por su belleza, basada en los factores 10. ¿Cuántos milímetros hay en un centímetro, cuántos centímetros en un metro y cuántos metros en un kilómetro? La respuesta es 10, 100 y 1000, respectivamente. Pero, ¿cuántas pulgadas hay en un pie, en una yarda, y cuántas yardas hay en una milla? La respuesta es 12, 36 y 1760. Natalie Angier tiene la ligera sospecha, aunque no lo ha podido demostrar, de que lo que realmente impide a los países anglosajones adoptar el sistema métrico es el campo de fútbol americano y su sagrado valor cuantificado en 10 yardas.
Mil son tres ceros, es decir, 10 elevado a 3. Cien mil son 5 ceros, 10 elevado a 5. Un millón, 10 elevado a 6…y así sucesivamente. La décima parte de una décima es una centésima y se escribe 10a la -2. La décima parte de una centésima es una milésima, 10 a la -3. El micro, 10 a la -6…etc.
En una décima de segundo encontramos el abrir y cerrar de ojos. Cinco milesimas de segundo (5 x 10a la -3 segundos) es lo que tarda un tipo de salamandra mejicana en lanzar su lengua de color malva y atrapar a su presa. En un microsegundo (10 a la -6 segundos) los nervios pueden enviar al cerebro un mensaje doloroso y la luz puede atravesar la distancia correspondiente a tres campos de fútbol americano. Los ordenadores más rápidos realizan sus cálculos en picosegundos (10 a la -12 segundos).
Los físicos, con ayuda de los aceleradores de partículas, consiguen generar rastros de quarks. Estas partículas duran un picosegundo – una billonésima parte de un segundo – hasta que se desintegran. Sin embargo en ese tiempo el quark tiene tiempo de completar un billón (10 a la 12) de diminutas órbitas. En comparación nuestro planeta Tierra ha completado en sus 5000 millones de años de existencia tan solo 5 x 10 a la 9 órbitas alrededor del Sol, y se espera que realice otros 10.000 millones de vueltas antes de que el Sistema Solar se desintegre.
Los científicos miden los sucesos más breves que se pueden cronometrar en attosegundos, una trillonesima parte de un segundo, es decir 10 a la -18 segundos. Un electrón tarda 24 attosegundos en completar una vuelta alrededor del núcleo del átomo de hidrógeno…un viaje que repite aproximadamente 40.000 billones de veces cada segundo. Hay más attosegundos en un minuto que minutos han existido desde el nacimiento del Universo.
Si hablamos del tamaño del tiempo terrestre, la maquina del tiempo concebida por Kip Hodges es su favorita. Imagina a la Tierra (alrededor de 4500 millones de años de antigüedad) como un ser humano con una esperanza de vida de 75 años. Según este cálculo, en el que doce meses es el equivalente a 60 millones de años, tenemos un bebé Tierra que engordó muy rápidamente. Al año de edad ya había terminado la condensación del disco planetario que rodeaba al Sol y había alcanzado su tamaño actual gracias a la adición de trozos de metales y rocas. Un mes o dos más tarde ya había arrojado de sus entrañas una espesa atmósfera de dióxido de carbono, vapor de agua, azufre, metano y algunas pequeñas cantidades de otros elementos, creándose una mezcla que permitió que el agua líquida se quedara en las cuencas de los cráteres de la superficie en vez de evaporarse hacia el espacio. Al comienzo de su adolescencia, la Tierra hizo lo que no debería hacer ningún adolescente humano: dio nacimiento a las primeras formas de vida. Apenas ocho o diez semanas después del parto, algunas variedades de bacterias empezaron a escupir oxígeno hacia la atmósfera. Sin embargo, no fue hasta los 73 años de edad – hace unos 700 millones de años – cuando pudo contemplar la aparición de organismos multicelulares. Llegó hasta los 72 años – casi en el final de su vida – para que aparecieran los primeros dinosaurios, y el primer simio no nació hasta mayo o junio del último año de su vida. El moderno Homo Sapiens aguardaba el repiqueteo de las campanadas del 31 de diciembre, la agricultura y la cría de animales aparecieron a las 10 de la noche, el primer garabato y el giro de la primera rueda, una hora más tarde. Neil Armstrong pisó la Luna veinte segundos antes de la medianoche.
Podemos ver a la Tierra como un grano de arena. El Sol sería entonces un objeto del tamaño de una naranja situado a 6 metros de distancia, mientras que Júpiter – el mayor planeta del Sistema Solar – sería apenas un guijarro situado a 25 metros en dirección opuesta. Neptuno y Plutón serían un grano más grueso y otro más fino, respectivamente, situados a unos 225 metros de la Tierra.
El Universo es un inmenso lugar vacío. La separación media entre las estrellas del interior de una galaxia es unas 100.000 veces mayor que la distancia entre el Sol y nosotros. La Vía Láctea contiene unos 300.000 millones de estrellas pero están dispersas a lo largo de un abismo que tiene unos 100.000 años luz de diámetro, es decir, la distancia que sale de multiplicar 9,5 x 10 a la 12 kilómetros (que es la distancia que recorre la luz en un año) por 100.000. Un total de 9,5 x 10 a la 17 kilómetros de diámetro. Aún utilizando la escala de antes en que el Sol es una naranja situada a 6 metros de nuestro grano de arena que es la Tierra, el hecho de cruzar la galaxia constituiría un viaje de más de 40 millones de kilómetros.
Si estimamos que hay unos 100.000 millones de galaxias en el Universo, cada una de ellas equipada con unas 100.000 o 200.000 millones de estrellas…hay demasiadas maneras de perdernos en la oscuridad. Las distancias son tan grandes que aunque existiera vida inteligente, oír hablar a una civilización extraterrestre sería totalmente improbable.
“Si la Torre Eiffel representara la edad del mundo, la capa de pintura en el botón del remache de su cúspide representaría la parte que al hombre le corresponde de tal edad” [Mark Twain – Criticando el creacionismo].
Pensemos ahora en la cabeza de un alfiler. Mide 2 milímetros. Comparativamente un cabello humano tiene una anchura promedio de 100 micras, es decir, 100 millones de veces más pequeño que un metro. Por lo tanto, en una cabeza de alfiler cabrían unos 20 cabellos juntos. La mitad del diámetro del cabello humano – 50 micras – representa aproximadamente el límite del poder de resolución natural del ojo humano. Un leucocito humano mide 12 micras de anchura. Caben unos 28.000 en la cabeza de nuestro alfiler. El rinovirus – causante del resfriado común – mide tan solo 3 centésimas de micra de largo, unos 30 nanómetros.
Si abrimos una célula humana encontraremos todas esas biomoléculas que hacen todo el trabajo para mantenernos viv@s durante los 3000 millones de segundos que dura en promedio nuestra vida, unos pocos 10 a la 27 attosegundos. La hemoglobina mide unos 5 nanómetros de diámetro, la sexta parte del tamaño del virus del resfriado. El tamaño de una molécula de glucosa es la sexta parte del de la proteína de hemoglobina, y el tamaño del oxígeno que esta transporta es un tercio del de la de azúcar.
En un nanómetro caben más de 3 átomos, por tanto, necesitaríamos 10 billones de átomos para cubrir nuestra cabeza de alfiler. Casi todo el átomo está vacío. En el núcleo está el 99,90% de su materia. Si pudiéramos deshacernos de todos esos núcleos no pesaríamos más de 20 gramos. Estos 20 gramos corresponden a nuestros electrones, las partículas que describen órbitas alrededor del núcleo. La masa de un electrón es 1/1800 veces menor a la masa de un núcleo. El abismo entre el núcleo y la nube de electrones que le rodea es inmenso, pero mientras que el núcleo representa prácticamente toda la masa del átomo, su volumen representa tan sólo una billonésima parte del volumen total.
Vivimos en un Universo que está ampliamente desprovisto de materia…y a pesar de todo la Vía Láctea resplandece, nuestra hemoglobina continua fluyendo, y cuando abrazamos a un/a amig@ nuestros dedos no se hunden en el vacío del que están llenos nuestros átomos. Si cuando tocamos su piel estamos tocando el vacío, ¿por qué la sentimos tan plena?
Un enorme y gran abrazo "atómico" para tod@s :-)
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