CARL SAGAN: UN VIAJE A TRAVÉS DE NUESTRO UNIVERSO

Carl Sagan enseñó a millones de personas a mirar hacia arriba y sentirse más pequeñas y responsables.

Fue científico, profesor, investigador planetario, escéptico, escritor y uno de los comunicadores científicos más influyentes del siglo XX. A través de libros, televisión y mensajes de naves espaciales enviados más allá de la Tierra, Sagan ayudó a convertir la astronomía en una historia humana.

Este artículo utiliza a Carl Sagan como guía a través de nuestro universo: de un planeta a una luna, a una estrella, a una galaxia y luego hacia el borde de lo que los humanos pueden observar.

Un año luz es una distancia, no un tiempo. Es la distancia que recorre la luz en un año: unos 9,46 billones de kilómetros. Cuando los astrónomos dicen que una estrella está a cuatro años luz de distancia, quieren decir que su luz tarda aproximadamente cuatro años en llegar hasta nosotros.

Ese hecho confiere a la astronomía su extraño poder. Mirar al espacio también significa mirar al pasado.

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Un niño que miró hacia arriba

Carl Edward Sagan nació en Brooklyn, Nueva York, el 9 de noviembre de 1934.

Desde niño quedó fascinado por las estrellas, los planetas, los libros y la ciencia ficción. La Exposición Universal de Nueva York de 1939 le causó una profunda impresión porque presentó la ciencia y la tecnología como fuerzas que podían transformar la vida cotidiana.

Sagan estudió en la Universidad de Chicago, obtuvo títulos en ciencias y, finalmente, un doctorado. Sus primeros trabajos científicos se centraron en las atmósferas planetarias, especialmente Venus y Marte, y en la posibilidad de vida más allá de la Tierra.

Más tarde se convirtió en profesor en la Universidad de Cornell, donde ayudó a construir una importante carrera en ciencia planetaria y al mismo tiempo se volvió inusualmente visible para el público.

Muchos científicos hacen un trabajo excelente sin llegar a ser famosos. Sagan se hizo famoso porque podía explicar ideas difíciles sin hacerlas parecer pequeñas.

Cornell y una carrera científica

En Cornell, Sagan estuvo asociado con el Laboratorio de Estudios Planetarios y enseñó astronomía y ciencias espaciales.

Sus intereses científicos eran amplios. Trabajó sobre atmósferas planetarias, el efecto invernadero en Venus, la superficie y atmósfera de Marte, moléculas orgánicas, vida extraterrestre y el diseño de mensajes que pudieran viajar a bordo de naves espaciales.

Sagan no era simplemente un presentador de televisión al que le gustaba la ciencia. Era un científico en activo involucrado en las principales misiones de la NASA, incluidas Mariner, Viking, Voyager y Galileo.

Su carrera se encontraba en una rara intersección: ciencia de laboratorio, exploración mediante naves espaciales, educación pública y reflexión filosófica sobre el lugar de la humanidad en el cosmos.

Tierra: el punto de partida

Todo viaje por el universo comienza aquí.

La Tierra no es el centro del universo. No es el planeta más grande del Sistema Solar. Ni siquiera es el mundo rocoso más grande conocido por la ciencia. Pero es el único lugar donde se sabe que existe vida.

Esa frase importa: se sabe que existe.

Al momento de esta publicación, no se ha descubierto vida extraterrestre confirmada. Los científicos pueden identificar planetas alrededor de otras estrellas, estudiar la química orgánica en el espacio, buscar en Marte signos de habitabilidad pasada y escuchar posibles señales de civilizaciones tecnológicas. Pero aún no se ha confirmado la evidencia de vida más allá de la Tierra.

A Sagan le importaba profundamente esa distinción. El asombro no fue una excusa para abandonar la evidencia. La posibilidad de vida en otros lugares hizo que el universo fuera más interesante, no menos exigente.

La Tierra es también el planeta que nos dio las herramientas para comprenderla: matemáticas, telescopios, naves espaciales, espectroscopia, geología, biología y el hábito de contrastar las afirmaciones con la realidad.

La Luna: nuestro mundo cercano

La Luna es el satélite natural de la Tierra y el gran mundo más cercano más allá de nuestro planeta.

Su distancia media a la Tierra es de unos 384.400 kilómetros. Esto está cerca en términos astronómicos, pero sigue siendo enorme a escala humana. Los astronautas del Apolo tardaron unos tres días en llegar hasta allí.

La Luna ayudó a los humanos a aprender que otros mundos son lugares físicos. Tiene montañas, llanuras, cráteres, polvo, rocas y una historia escrita por impactos y vulcanismo.

Para la generación de Sagan, la Luna también se convirtió en un punto de inflexión cultural. Los humanos vieron la Tierra desde el espacio y comenzaron a entender el planeta como un mundo único y frágil.

Esa perspectiva dio forma a los escritos posteriores de Sagan. La exploración espacial no se trataba sólo de abandonar la Tierra. También se trataba de ver la Tierra con claridad.

El Sol: una estrella entre muchas

El Sol está en promedio a unos 150 millones de kilómetros de la Tierra. Los astrónomos llaman a esta distancia una unidad astronómica o UA.

El Sol contiene la inmensa mayoría de la masa del Sistema Solar. Su gravedad mantiene a los planetas en órbita. Su luz impulsa el clima de la Tierra y apoya la fotosíntesis, la base de la mayor parte de la vida en el planeta.

Sin embargo, el Sol también es ordinario en un sentido profundo.

Es una estrella entre cientos de miles de millones de la Vía Láctea. No es la estrella más grande, ni la más caliente, ni la más antigua. Es una estrella de mediana edad en una galaxia llena de estrellas.

Sagan solía utilizar ese estatus ordinario para dejar claro un punto más amplio: los humanos viven junto a una estrella normal en un vasto universo. Esa escala invita a la humildad, pero no nos priva de significado.

El sistema solar

Más allá de la Tierra y la Luna se encuentra el Sistema Solar en su conjunto.

Mercurio orbita más cerca del Sol. Venus es un mundo caliente con una espesa atmósfera de dióxido de carbono y un efecto invernadero desbocado. La Tierra es templada y está cubierta de océanos. Marte es frío, seco y está marcado por la evidencia de que alguna vez el agua líquida dio forma a su superficie.

Más lejos están los planetas gigantes: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Sus lunas incluyen algunos de los lugares más intrigantes de la ciencia planetaria. Europa y Encelado pueden contener océanos subterráneos. Titán tiene una atmósfera espesa y lagos de hidrocarburos. Marte sigue siendo un objetivo importante en la búsqueda de evidencia de vida pasada.

El trabajo científico de Sagan ayudó a dar forma a la imaginación planetaria moderna. Sostuvo que los planetas deberían estudiarse como mundos con atmósferas, climas, superficies e historias, no simplemente como puntos de luz.

Mariner, Viking, Voyager y Galileo

Sagan contribuyó o asesoró a varias misiones planetarias importantes de la NASA.

Las misiones Mariner ayudaron a explorar Venus y Marte. El trabajo de Sagan en Venus fue importante para comprender las extremas condiciones de invernadero del planeta. Venus se convirtió en un ejemplo de cómo la atmósfera puede transformar un mundo.

Las misiones Viking aterrizaron en Marte en 1976. Llevaron a cabo experimentos diseñados para buscar signos de vida en suelo marciano. Los resultados no establecieron vida, pero Viking transformó Marte de un objeto telescópico a un mundo estudiado directamente desde su superficie.

La Voyager 1 y la Voyager 2 se lanzaron en 1977 y exploraron los planetas exteriores. Revelaron a Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y sus lunas con un detalle sin precedentes.

Posteriormente, la misión Galileo estudió Júpiter y sus lunas. La perspectiva planetaria de Sagan ayudó a construir la cultura pública y científica en la que tales misiones tenían sentido: si los mundos son cognoscibles, deberíamos ir a buscarlos.

La Voyager y el Disco de Oro

Las sondas Voyager llevaban algo más que instrumentos.

Llevaban el Disco de Oro: un disco fonográfico que contiene sonidos e imágenes seleccionados para representar la vida y la cultura en la Tierra.

Sagan presidió el comité que ayudó a elegir su contenido. El disco incluía saludos, música, sonidos naturales e información sobre la Tierra.

El Disco de Oro no fue diseñado como un dispositivo de comunicación realista a corto plazo. El espacio es demasiado vasto. Las probabilidades de que otra civilización lo encuentre y lo reproduzca son extremadamente pequeñas.

Pero simbólicamente, tiene una enorme importancia. Es un mensaje de un planeta a un futuro desconocido: estábamos aquí, nos preguntamos e intentamos hablar.

Más tarde, la Voyager 1 y la Voyager 2 entraron en el espacio interestelar, lo que significa que se movieron más allá de la heliosfera del Sol hacia la región entre las estrellas. Siguen estando entre las naves espaciales más distantes de la humanidad.

El punto azul pálido

En 1990, a instancias de Sagan, la Voyager 1 giró su cámara hacia la Tierra desde más allá de la órbita de Neptuno.

La imagen resultante mostraba a la Tierra como un pequeño punto suspendido en un rayo de luz solar.

Más tarde, Sagan hizo famosa la imagen a través de Un punto azul pálido, su reflexión sobre el orgullo humano, el conflicto, la responsabilidad y la fragilidad planetaria.

La cuestión no es que la Tierra carezca de importancia porque sea pequeña.

La cuestión era que la Tierra importa porque es donde han vivido todos los que conocemos. La astronomía puede expandir la mente e intensificar la responsabilidad al mismo tiempo.

Espacio interestelar

El Sistema Solar no termina en un muro.

El Sol produce un flujo de partículas cargadas llamado viento solar. La región dominada por ese viento solar se llama heliosfera. Más allá de su límite exterior se encuentra el espacio interestelar, el espacio entre estrellas.

La Voyager 1 entró en el espacio interestelar en 2012. La Voyager 2 lo siguió en 2018, según el estado de la misión de la NASA.

Eso no significa que la nave espacial dejó atrás por completo la gravedad del Sol, y no significa que estén cerca de otra estrella. Las naves espaciales pueden ingresar al espacio interestelar estando aún inimaginablemente lejos del sistema estelar más cercano.

Ésta es una de las primeras lecciones a escala cósmica: abandonar la vecindad del Sol no es lo mismo que llegar a otro hogar.

La Vía Láctea

El Sol es parte de la Vía Láctea.

La Vía Láctea es una vasta galaxia espiral que contiene cientos de miles de millones de estrellas, además de gas, polvo, planetas, restos estelares y materia oscura.

Nuestro Sistema Solar se encuentra lejos del centro galáctico, en una de las regiones del brazo espiral de la galaxia. Desde la Tierra, la Vía Láctea aparece como una banda pálida a través de cielos oscuros porque miramos a través del abarrotado disco de nuestra propia galaxia.

La galaxia no es estática. Las estrellas orbitan alrededor del centro galáctico. Las nubes de gas colapsan. Se forman nuevas estrellas. Las viejas estrellas mueren. Las supernovas enriquecen el espacio con elementos que luego pasan a formar parte de planetas y cuerpos vivos.

La famosa frase de Sagan de que los humanos estamos hechos de materia estelar expresaba una verdad científica: muchos elementos de nuestros cuerpos se forjaron en generaciones anteriores de estrellas.

Sagitario A*

En el centro de la Vía Láctea se encuentra Sagitario A*, un agujero negro supermasivo.

En 2022, la colaboración del Event Horizon Telescope publicó una imagen de la región alrededor de Sagitario A*. La imagen no mostraba el agujero negro como un objeto sólido. Los agujeros negros no emiten luz desde el horizonte de sucesos. En cambio, la imagen reveló material brillante moldeado por la gravedad extrema alrededor de la sombra del agujero negro.

Para los lectores nuevos en astronomía, un agujero negro es una región donde la gravedad es tan fuerte que más allá de un límite llamado horizonte de sucesos, ni siquiera la luz puede escapar.

Sagitario A* es poderoso, pero no es una aspiradora cósmica que se traga toda la galaxia. Las estrellas orbitan alrededor de ella, pero la Vía Láctea se mantiene unida gracias a la gravedad de toda su materia, incluidas las estrellas, el gas y la materia oscura.

Andrómeda

La galaxia espiral principal más cercana a la Vía Láctea es Andrómeda, también conocida como M31.

Está a unos 2,5 millones de años luz de distancia. Eso significa que la luz que vemos desde Andrómeda comenzó a viajar hacia nosotros hace aproximadamente 2,5 millones de años.

Andrómeda y la Vía Láctea se están acercando y se espera que se fusionen dentro de miles de millones de años en el futuro. Esa futura fusión es una predicción basada en observaciones y modelos actuales, no un evento que los humanos presenciaremos en escalas de tiempo históricas ordinarias.

Ver Andrómeda a simple vista bajo un cielo oscuro es una de las formas más sencillas de sentir la distancia cósmica. Una tenue mancha en el cielo es una galaxia entera.

Galaxias y la red cósmica

El universo contiene galaxias de muchas formas: espirales, elípticas, galaxias irregulares y galaxias enanas.

Las galaxias no flotan uniformemente en el espacio como puntos esparcidos al azar. En las escalas más grandes, forman grupos, filamentos e inmensas estructuras a veces descritas como la red cósmica.

Entre esas estructuras hay grandes vacíos cósmicos. La materia no está distribuida uniformemente en todas las escalas, aunque el universo parece en términos generales uniforme cuando se promedia en las distancias más grandes.

Esta estructura creció durante miles de millones de años bajo la gravedad a partir de pequeñas diferencias de densidad tempranas. Por tanto, la observación de galaxias es también una forma de estudiar la historia cósmica.

materia oscura

La materia visible de las estrellas, el gas, el polvo y los planetas no es suficiente para explicar cómo se comportan las galaxias y los cúmulos de galaxias.

Los astrónomos infieren la existencia de materia oscura a partir de evidencia gravitacional, incluida la rotación de las galaxias, las lentes gravitacionales y la estructura a gran escala del universo.

La materia oscura se llama oscura porque no emite, absorbe ni refleja la luz de la forma habitual. Los científicos la conocen a través de la gravedad, pero se desconoce su naturaleza exacta de partícula.

Ésa es una distinción importante: la materia oscura no es simplemente una suposición utilizada para ocultar la ignorancia. Es una hipótesis respaldada por múltiples líneas de evidencia gravitacional, mientras que su identidad subyacente sigue siendo uno de los grandes problemas abiertos en física.

Energía Oscura

Energía oscura es el nombre que se le da a todo aquello que impulsa la expansión acelerada observada del universo.

A finales de la década de 1990, las observaciones de supernovas distantes mostraron que la expansión cósmica se está acelerando en lugar de desacelerarse como se esperaba.

La energía oscura es incluso más misteriosa que la materia oscura. Puede estar relacionada con la energía del espacio mismo, o puede apuntar hacia una física más profunda que aún no se comprende del todo.

Los científicos pueden medir los efectos asociados con la energía oscura en cosmología, pero su naturaleza sigue siendo desconocida.

Aquí es donde la astronomía se vuelve maravillosamente honesta. La mejor ciencia no pretende que todas las preguntas importantes ya hayan sido respondidas.

El gran estallido

A menudo se malinterpreta el Big Bang.

No fue una explosión en un punto del espacio vacío.

El modelo del Big Bang describe la expansión del universo primitivo desde un estado más caliente y denso. El espacio mismo se ha expandido con el tiempo. Las galaxias no se alejan del lugar central de la explosión a través del vacío preexistente.

La evidencia del Big Bang incluye la expansión del universo, la abundancia de elementos ligeros y el fondo cósmico de microondas, o CMB.

El CMB es una radiación antigua del universo primitivo, liberada cuando el universo se había enfriado lo suficiente como para que la luz viajara libremente. Hoy aparece como un tenue resplandor de microondas que proviene de todas direcciones.

El modelo del Big Bang es uno de los marcos más sólidos de la cosmología moderna, pero no responde a todas las preguntas. No explica por sí solo por qué hay algo en lugar de nada, y no necesariamente describe todo el universo más allá de lo que podemos observar.

El universo observable

El universo observable es la parte del universo desde la cual la luz ha tenido tiempo de llegar hasta nosotros desde que el universo primitivo se volvió transparente.

Debido a que el universo se ha expandido mientras la luz viajaba, el universo observable es mucho más grande que simplemente 13.800 millones de años luz de diámetro. Los astrónomos estiman que el universo observable tiene unos 93 mil millones de años luz de diámetro.

Observable no significa completo.

Puede que haya mucho más universo más allá de lo que podemos ver. Puede ser finito o mucho mayor que la región observable. Algunos modelos permiten un universo infinito, pero la ciencia no ha confirmado que todo el universo sea definitivamente infinito.

La respuesta honesta es que el universo observable es nuestro horizonte de evidencia.

Más allá de eso, debemos tener cuidado.

SETI y la ecuación de Drake

Sagan fue uno de los defensores más famosos de la búsqueda científica de inteligencia extraterrestre, a menudo llamada SETI.

SETI no comienza asumiendo que se han encontrado extraterrestres. Se pregunta si las civilizaciones tecnológicas podrían producir señales que pudieran detectarse a través de distancias interestelares.

Sagan también ayudó a popularizar la ecuación de Drake, formulada por el astrónomo Frank Drake. La ecuación organiza factores desconocidos relevantes para estimar el posible número de civilizaciones comunicativas en la Vía Láctea.

La ecuación de Drake no es una máquina que produzca una respuesta confirmada. Muchos de sus términos siguen siendo inciertos. Su valor radica en convertir una pregunta vaga en una discusión científica estructurada.

Hasta el momento no se ha detectado ninguna civilización extraterrestre confirmada.

Pero la búsqueda continúa porque la cuestión es demasiado importante para ignorarla y demasiado científica para dejarla únicamente en la especulación.

Cosmos y la divulgación científica

En 1980, Cosmos: un viaje personal llevó la voz y la imaginación de Sagan a una audiencia masiva.

La serie combinó astronomía, biología, historia, filosofía y narración. Hizo algo poco común: respetó a los espectadores lo suficiente como para darles grandes ideas sin enterrarlos en la jerga.

Sagan no hizo que la ciencia se sintiera más fría. La hizo sentir más viva.

Explicó que el escepticismo y el asombro no son enemigos. El asombro plantea la pregunta. El escepticismo protege la respuesta de las ilusiones.

Ese equilibrio ayudó a definir su legado público.

Escepticismo y evidencia

Sagan argumentó que las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas sólidas. La frase exacta es la más famosa asociada con él en la ciencia popular moderna.

Ese principio es importante porque los humanos somos criaturas que buscan patrones. Notamos coincidencias. Recordamos historias. Sentimos certeza antes de que la evidencia esté completa.

Sagan no creía que escepticismo significara cinismo. Un escéptico no es alguien que se niega a creer en nada. Un buen escéptico pregunta qué evidencia distinguiría una afirmación verdadera de una falsa.

Es por eso que Sagan se preocupaba por la pseudociencia, la superstición y las afirmaciones de visitas extraterrestres. Pensó que la posibilidad de vida extraterrestre era fascinante, pero también insistió en que la fascinación no es una prueba.

PRESDA exploró la misma cuestión de evidencia en la magia y lo paranormal.

La muerte de Sagan

Carl Sagan murió el 20 de diciembre de 1996, a los 62 años.

Su muerte se produjo después de complicaciones relacionadas con la mielodisplasia, una enfermedad de la médula ósea, tras un tratamiento que incluía trasplantes de médula ósea.

Su influencia científica y cultural continuó después de su muerte a través de sus libros, estudiantes, colegas, trabajos televisivos y las naves espaciales que aún transportan mensajes creados por humanos al espacio profundo.

Sagan no vivió para ver la imagen de un agujero negro del Telescopio Horizonte de Sucesos, el descubrimiento de miles de exoplanetas o las primeras observaciones del universo distante realizadas por el Telescopio Espacial James Webb.

Pero ayudó a construir la imaginación pública que hizo que esos descubrimientos se sintieran parte de una aventura humana compartida.

Regresando a la Tierra

Un viaje a través de nuestro universo puede hacer que la Tierra parezca pequeña.

Es diminuta.

La Luna está lejos. El sol es enorme. El Sistema Solar es vasto. Las estrellas más cercanas son remotas. La Vía Láctea contiene cientos de miles de millones de soles. Andrómeda está a millones de años luz de distancia. El universo observable abarca decenas de miles de millones de años luz.

Pero la escala no borra el significado.

La lección más profunda de Sagan no fue simplemente que el universo es grande. Era que comprender el universo debería cambiar nuestra forma de comportarnos en la Tierra.

No hay un segundo hogar confirmado para la humanidad.

No hay evidencia de que haya ayuda esperando entre las estrellas.

Sin embargo, existe un planeta donde los humanos conocen el aire, los océanos, los bosques, las ciudades, la música, el lenguaje, la memoria y la vida.

Ahí es donde regresa el viaje cósmico.

De regreso a la Tierra.

Volvamos a la evidencia.

De vuelta a la responsabilidad.

Carl Sagan hizo que el universo pareciera inmenso. También hizo que un pequeño planeta pareciera irremplazable.