Читать книгу: «Una breu i atzarosa història de la vida», страница 2
Estem sols a l’univers?
Potser estem a punt de contestar aquesta qüestió. En qualsevol moment podríem captar un senyal provinent de l’espai que, de forma irrefutable, ens parlés sobre alguna altra civilització. I aquell dia canviaran moltes coses, ja que la detecció representarà una veritable revolució en tots els aspectes. Em pregunto si estem preparats, però, per a tot el que significarà el descobriment.
En qualsevol cas, mentre esperem seguirem explorant Mart, dissenyant les futures missions als principals satèl·lits de Júpiter i de Saturn, i escombrant amb els nostres radiotelescopis les insondables profunditats de l’univers a la recerca d’intel·ligència.
I continuarem fascinant-nos pel magnífic experiment que és la vida, del qual tots nosaltres formem part.
UN UNIVERS PERFECTE
Si tinguéssim a les mans la possibilitat de crear un univers sencer des de zero, ens veuríem obligats a decidir sobre multitud de paràmetres que acabarien fixant no tan sols com naixeria el cosmos sinó també com seria la seva evolució posterior.
Com que aquesta tasca d’elecció segurament ens resultaria molt complicada, contractaríem el típic consultor especialista en creació d’universos, perquè ens anés guiant en el procés. I, com acostumen a fer els consultors, ho faria a través de preguntes.
Si haguéssim tingut mal ull triant el consultor, ens trobaríem dins un avorrit i tediós procés amb multitud de qüestions clàssiques sobre les quals s’acostuma a decidir quan es construeix alguna cosa. «El vol molt gran, l’univers?», «Vol que visqui per sempre, o que tingui un final?», «Desitja que s’hi puguin formar partícules, en aquest univers?», «I de forces fonamentals, quantes en voldria?».
Perquè, d’universos, en podríem crear multitud. Cadascun d’ells amb grans o petites variants de disseny, que acabarien donant lloc a cosmos amb evolucions completament diferents.
Però si el consultor fos experimentat de debò, potser la primera pregunta que ens faria no seria sobre les dimensions que volem, l’estructura, la durada o el color. Amb una pregunta de l’estil «Hi vol vida, en aquest univers?» l’especialista en tindria prou per decidir, de forma automàtica, un munt de paràmetres que, de manera obligada, haurien de formar part del producte que desitja el seu client.
Perquè sense ni necessitat d’entrar a definir encara quin model de vida volem, és a dir, quines formes vives ens agradaria que poblessin el nostre cosmos, ja quedarien decidides coses com ara que l’univers ha de poder perdurar força temps en una situació estable. Que ha de permetre la creació de partícules que facin de maons per construir éssers vius. Que han d’existir forces que obliguin els maons a combinar-se i que les estructures resultants puguin existir durant molt de temps. Que en alguns llocs d’aquest univers s’hauran de poder formar objectes que actuïn com a llocs, superfícies, on aparegui la llavor de la vida. I que s’hauran de preveure fonts d’energia que alimentin aquesta vida.
Si seguim amb el joc, en algun moment el consultor ens obligarà a entrar més en detall sobre el tipus de vida que hi volem. Ens conformarem amb organismes senzills?
En el cas que responguéssim que ens agradaria que la vida pogués evolucionar fins a formes complexes també quedarien determinats molts altres factors, la majoria dels quals serien de caràcter local, referits als indrets concrets on aquesta evolució hauria de ser possible.
I és que no qualsevol lloc serviria. Hauria de presentar unes condicions estables durant força temps, ja que el consultor sap que la feina evolutiva necessita anar a poc a poc. Per tant, en aquesta línia, s’haurien d’assegurar sistemes de protecció que d’alguna manera blindessin alguns dels mons de la major part dels efectes perjudicials que, de ben segur, un univers tan complex com el que dissenyaríem comportaria. També s’haurien de crear fonts d’energia, que, en definitiva, és l’aliment que necessita l’evolució. Ah! I necessitaríem processos químics complexos, fonamentals per al funcionament del metabolisme, la qual cosa, al seu torn, faria que haguéssim de crear substàncies prou abundants, estables i flexibles perquè la vida hi pogués jugar.
Ja deixant a banda el joc del consultor, el cert és que l’afirmació que diu que tot en el nostre univers sembla dissenyat a la perfecció perquè nosaltres puguem existir no és, en absolut, exagerada. Els paràmetres inicials del cosmos han estat triats amb exquisida delicadesa.
Podria haver estat de moltes maneres. Hi ha multitud d’universos possibles, infinits, amb paràmetres lleugerament diferents uns dels altres. Però el mateix fet que estiguem aquí ens demostra que aquest, el nostre univers, gaudeix de les característiques perfectes per a nosaltres, ja que n’hi ha infinits més en els quals no hi podríem ser.
Aquesta primera part del llibre està dedicada a revisar aquests paràmetres bàsics de la natura, el que vindrien a ser les regles del joc que es desenvoluparia a continuació, durant els 13.800 milions d’anys que van seguir el Big Bang, el moment del naixement del cosmos.
La millor forma d’entendre a què ens referim quan parlem dels fonaments d’un univers perfecte és pensar que tot el que veiem, el que ens rodeja, el que ens dona cos, està format per àtoms. Amb àtoms la natura fabrica galàxies i estrelles, planetes, roques, arbres, papallones i persones. Doncs bé, la mateixa existència dels àtoms tan sols és possible si l’univers obeeix unes regles determinades que fan, per exemple, que els electrons, protons i neutrons (components dels àtoms) tinguin les propietats justes. Si la natura hagués creat un electró més pesat, un protó amb una càrrega elèctrica diferent, o un neutró amb menys massa els àtoms no serien estables. I sense maons el resultat seria un cosmos privat de qualsevol possible construcció.
L’existència dels àtoms no depèn tan sols de les propietats de les partícules subatòmiques que els formen. També hi tenen un paper determinant les forces de la natura, ja que és gràcies a la seva acció que les partícules es poden mantenir unides i fer que els àtoms siguin estables en el nostre univers. En altres configuracions del cosmos, on les intensitats entre les forces que actuen fossin diferents, res vetllaria perquè les partícules preferissin viure combinades i no lliures, sense cap esma per formar res. Com veurem, l’equilibri entre forces i partícules és delicadíssim i molt reeixit en el nostre univers.
Rebobinant en el temps arribaríem a l’extraordinari esdeveniment que va marcar el naixement del nostre univers, el Big Bang. Va ser en aquell primer sospir del cosmos que van quedar definides les propietats de les forces i partícules que comentàvem anteriorment, i també va ser el moment en què la nostra fortuna va començar.
Els primers àtoms, fabricats en aquell Big Bang, formarien, uns centenars de milions d’anys més tard, unes gegantines esferes calentes que anomenem estrelles. Aquests astres, els sols, són les veritables fàbriques de la natura, i dins seu, a milions de graus de temperatura, es forgen els elements químics necessaris per formar planetes rocosos, com el nostre, i tot el que contenen, inclosos a nosaltres. Sense estrelles que visquessin i morissin, alliberant tot el material cuinat al seu interior, l’univers seria un avorrit lloc format per tan sols un parell d’elements químics amb els quals a penes es pot construir res, i per descomptat res tan complex com una cèl·lula viva.
Finalment, uns 10.000 milions d’anys després del Big Bang, els plans de la natura culminarien amb l’aparició de la vida en un racó perdut d’un univers que és immens i insondable.
El primer capítol, però, no està dedicat a l’univers, ni a les partícules i forces, ni tan sols a les estrelles. Perquè hi ha un convidat, potser inesperat per molts simplement perquè a penes li prestem cap atenció i el donem per fet: el temps.
Un temps que permet el flux dels esdeveniments com si fos el corrent d’un riu, que els ordena un rere l’altre, i que no permet rebobinar i convertir la natura en un caos en el qual no puguin progressar els processos físics i químics, sense els quals no hi hauria res.
Sorprenentment, no sembla haver-hi (quasi) cap impediment que obligui el temps a funcionar com ho fa, convertint instants de futur en passat. I si no fos així? I si el temps es comportés de forma aleatòria i impredictible? En la nostra vida quotidiana, i també en tot el que ens envolta, les causes precedeixen els efectes. El foc és la conseqüència d’haver encès abans un llumí, i no pas al contrari. Avui som vius perquè fa temps vàrem néixer. I tot i que pugui ser un interessant argument per a una pel·lícula de ciència-ficció, en un univers en què el temps no fluís ordenadament i sempre cap endavant no hi hauria cap procés que pogués progressar, i molt menys la vida.
En aquesta primera part del llibre jugarem al tot o res. I és que no s’hi val a badar, i, tal com anirem veient, petits canvis en la configuració dels fonaments de l’univers haurien conduït a un cosmos solitari, buit de qualsevol forma de vida possible, per simple que volguéssim que fos.
1
La fletxa del temps
Fa un cert temps que vaig escriure el text que ara llegeixes.
Que òbvia que ens sembla aquesta afirmació! I és justament al darrere d’aquesta aparent obvietat on s’amaga un dels més grans misteris de la natura: el temps.
Són nombrosíssims els pensadors que, al llarg de la història, han reflexionat sobre aquesta qüestió. I quan un parla del concepte de temps, sembla quasi obligat referir-se a la frase potser més famosa atribuïda a un d’aquests pensadors, sant Agustí d’Hipona, que encapçala una bona part dels llibres i articles científics dedicats a l’estudi del temps: «Què és, doncs, el temps? Si ningú m’ho pregunta, ho sé, però si vull explicar-ho a qui m’ho pregunta, no ho sé.»
És increïble que un concepte tan quotidià, tan innocent com el temps hagi ocupat durant segles les ments dels més brillants filòsofs i científics. I tot i l’esforç invertit, encara avui en dia som incapaços de contestar algunes preguntes bàsiques i fonamentals sobre la naturalesa d’allò que anomenem temps.
En un llibre dedicat a meravellar-nos sobre la nostra existència, sobre algunes de les moltes molèsties que la natura s’ha pres per configurar un univers tolerant a la vida (almenys en un petit i humil racó de l’espai), és normal que sigui precisament el temps el primer element al qual li dediquem atenció. Perquè ell ens ordenarà cronològicament els esdeveniments, començant pel mateix Big Bang i arribant fins a l’aparició de la vida al nostre planeta. En definitiva, el temps és el que ha determinat l’índex del llibre que ara tens entre mans.
Ja t’avanço, benvolgut lector, que a continuació descobrirem ni més ni menys que la primera de les molèsties a què ens referíem. Sense aquest temps, sense el seu capriciós funcionament, no existiríem.
El pont fantasma entre el passat i el futur
Tots tenim clar què és el passat. És el conjunt d’esdeveniments, d’experiències, d’històries, que queden al darrere del moment actual. És la certesa, tot allò que ja ha succeït. Podem parlar del passat recordant-lo, enyorant-lo. Ens podem fins i tot penedir de fets relatius al passat. Però el que no podem fer és canviar-lo.
Per altra banda, per nosaltres el futur representa el desconegut, el que ha de venir, la incertesa. Tot allò que ens espera un instant més enllà del moment actual. El futur és, per definició, impredictible i alhora modelable, dues qualitats totalment inaplicables al passat. El que fem avui tindrà influència en el que passarà demà, però mai en el que va succeir ahir. El passat està escrit, però el futur espera a ser relatat.
La senzilla reflexió que acabem de fer ens posa sobre la taula una profunda asimetria. Que diferent que és el passat del futur! I quin és el punt de tall? Quin és el moment tan especial que fa que un nanosegon abans fos el passat invariable, i que el mateix nanosegon més endavant correspongui al futur desconegut? Aquest moment tan especial és el que anomenem ara.
I aquí és on comencen alguns dels problemes que fan trontollar el nostre enteniment del temps. Perquè un hauria d’esperar, d’un punt tan rellevant i màgic com l’ara, que fa que passat i futur siguin tan extraordinàriament diferents entre ells, que representés una entitat clara i diàfana. Que l’ara no estigués envoltat de dubte. Però la realitat és que sí que ho està, i molt.
Per començar, el meu ara resulta diferent del d’un company que, per exemple, hagi viatjat a un dels planetes habitables de l’estrella Vega.1
Vega es troba aproximadament a vint-i-cinc anys llum de distància. Això vol dir que la llum, en qualsevol de les seves formes (llum visible, infraroja, ultraviolada, rajos X, rajos gamma, microones, ones de ràdio) triga vint-i-cinc anys a arribar-nos des d’aquell món tan llunyà.
La llum és el missatger universal. És el que ens porta la informació del cosmos. La llum que miraven, amb els ulls plens d’emoció i alhora temor, els nostres avantpassats. La mateixa que capten els nostres moderns instruments i que ens permet estudiar com són i funcionen les estrelles, com neixen els planetes, o com s’està expandint l’univers.
Des que Einstein va formular la relativitat especial, sabem que res no pot viatjar més ràpid que la llum en el buit.2 Per tant, qualsevol intent de preguntar-se què deu estar fent ara el nostre company en un dels planetes de Vega no té gaire sentit. Exactament, a quin ara ens referim?
A quin ara ens referim?
Si poguéssim observar el nostre amic amb un potentíssim telescopi, en el moment en què ens saludés amb la mà en realitat estaríem veient un fet que va passar fa vint-i-cinc anys. És aquest, l’ara a què ens volíem referir? El que ell va fer fa vint-i-cinc anys?
Si ens tempta contestar que realment l’ara a què ens referim és el que correspondria a un moment d’aquí a vint-i-cinc anys, en un intent per compensar el decalatge temporal comentat anteriorment, ens podem trobar amb grans contradiccions.
Des de la formulació de la relativitat especial sabem, i quan dic que sabem és perquè ho hem pogut experimentar amb partícules dins els nostres acceleradors, que la velocitat relativa entre dos observadors afecta la manera com els seus respectius rellotges llegeixen el temps. O, en altres paraules, que la vida transcorre a un ritme diferent per als dos observadors (aquesta darrera afirmació és molt més aclaridora que la primera, tot i que alhora és enigmàtica, ja que evita pensar que el problema resideix en els mecanismes dels rellotges).
Amb la relativitat especial sota el braç, avaluem de nou la proposta anterior, la que deia que l’ara que emprarem per al cas de l’amic que és en un dels planetes de Vega serà el que igualarà el nostre ara i el seu «d’aquí a vint-i-cinc anys». I llavors caiem en el compte que, en aquests vint-i-cinc anys de marge, el viatger podria haver decidit, avorrit per aquell solitari món, retornar a la Terra, amb el resultat, increïble però cert, que mentre es mogués cap a nosaltres els rellotges s’anirien desquadrant, el seu avançant més lentament que el nostre. Finalment ho podríem confirmar un cop ens retrobéssim, quan el rebéssim amb un fraternal i mai més ben dit «Que bé que et veig! Per a tu sí que no passen els anys». I és que, literalment, nosaltres hauríem envellit més ràpid que ell.3
Tot de sobte, l’ara que dèiem s’hauria convertit en el nostre futur, un fet totalment contradictori.
La conclusió és que l’ara és un concepte purament local.
Infinits ares
Com que la velocitat de la llum és immensa, a efectes de la nostra humil vida quotidiana tot això que acabem de veure no té cap mena d’importància, i fent una molt bona aproximació podem suposar que som capaços d’arribar a un acord sobre l’ara amb qualsevol altre habitant del planeta. No en va, en un sol segon la llum és capaç de fer set voltes senceres al planeta, de manera que en una videoconferència, o en una trucada telefònica amb qualsevol habitant terrestre, tots dos podrem convenir que ens estem veient, o parlant, en el mateix moment. Acordarem que els nostres respectius ares coincideixen en un de sol.
Però a mesura que agafem perspectiva més enllà de la Terra, aquesta indeterminació del concepte «ara» es fa més evident.
La qüestió encara es posa més interessant degut, novament, al geni d’Einstein. Perquè la seva relativitat, aquest cop la general, ens explica que el temps no sols es veu afectat per la velocitat relativa entre dos observadors, sinó també per la gravetat. I aquest és el KO tècnic que tomba qualsevol definició d’ara que no sigui local. Simplement perquè la gravetat és justament un concepte local. La intensitat de la gravetat és diferent al nivell del mar que al tercer pis de l’edifici del costat. O en un avió a tres mil metres d’altura. O a la Lluna. I la diferència encara és més exagerada entre la que notem a la Terra i a la vora d’un forat negre.
De nou, nosaltres, habitants de la Terra, hem pogut arribar a un acord sobre el temps passant per alt tots aquests efectes, ja que són diminuts i irrellevants a escala planetària. Malgrat això, és interessant notar que algunes de les aplicacions més trivials que emprem cada dia, com per exemple les basades en la tecnologia GPS, necessiten entendre, i compensar, la diferència que presenta el pas del temps entre nosaltres i els satèl·lits que orbiten a vint mil quilòmetres d’altitud. Sense aquesta correcció, els GPS serien incapaços de guiar-nos enlloc.4
El problema al qual ens enfrontem és important. Acabem de deduir que el moment actual, l’ara, és un concepte local, i que no té gaire sentit preguntar per altres ares que no siguin els nostres propis, aquí a la Terra. Però havíem vist que l’ara és el punt màgic que ens separa el passat del futur. Si es difumina la idea d’un ara universal, si s’esborra aquest punt de referència tan extraordinari, també s’esvaeix qualsevol intent de fixar fronteres entre el passat i el futur que siguin vàlides per a tothom.
Haig de confessar que tot això em resulta confús i inquietant, com segurament et resulta a tu mentre llegeixes aquestes línies. Potser per aquest motiu vivim d’esquena a aquestes reflexions, probablement per no tornar-nos bojos. I dissimulem, com qui no vol la cosa, pensant que aquests fets tan estranys relatius al temps no tenen gaire relació amb nosaltres.
Però per molt que dissimulem, no podem passar de puntetes per sobre del que, sens dubte, és el gran misteri del temps. Sí, perquè el que acabem de veure no és més que la punta d’un iceberg molt més gros.
Llavors... què és el temps?
Encara impactats després de descobrir com d’eteri és l’ara i alhora que extraordinàriament diferents són passat i futur, ja no podem defugir durant més estona la pregunta que intentava conwtestar sant Agustí.
Parlant del temps, segur que trobarem mil i una definicions, totes certes però a la vegada incompletes o no del tot satisfactòries. No és increïble? Maneguem constantment el temps, l’utilitzem a cada instant (fixa-t’hi!, acabo d’emprar un terme relatiu al temps!), i no sabem definir-lo d’una forma única i clara.
De vegades, els científics (i també els filòsofs!) recorrem al vell truc de generar magnífiques frases, postulats o fórmules que ens fan quedar a tots com a reis si ens les aprenem de memòria, però que en realitat amaguen un rerefons complexíssim.
Així doncs, per no donar-hi més tombs, i si sant Agustí ens ho permet, podem triar dues «simples» definicions que qualsevol pot trobar en la literatura existent que abordi la qüestió del temps.
La primera és dir que el temps és una coordenada, una entitat a la qual podem atorgar un valor que ens permet situar un fet concret. Igual com tenim tres coordenades espacials amb les quals podem localitzar un objecte, hi podem afegir una quarta coordenada, aquest cop temporal, amb la qual eliminem el dubte de si l’objecte en qüestió el trobarem avui, a les seves coordenades espacials, o si hi era ahir. Aquest plantejament quadridimensional és, de fet, el que s’empra habitualment en el marc de la relativitat i també de la cosmologia.
La segona definició diu que el temps és un regle de mesurar, i que l’utilitzem per calcular les durades de les coses, és a dir l’interval (de temps!) que separa dos esdeveniments. Així, per exemple, diem que la funció de teatre ha durat dues hores, o que l’edat del nostre univers és de 13.800 milions d’anys.
Que senzill, oi? Però només cal reflexionar una mica per adonar-se que no hem definit pas el temps. Simplement hem parlat de la seva utilitat. De com els humans hem après a fer ús pràctic d’una misteriosa entitat amb l’objectiu d’entendre’ns, quedar amb la parella en un lloc i moment determinat, o saber quan sortirem de la feina.
Hi ha una tercera definició possible del temps, molt més profunda, que és incapaç de fer el que els científics (i de vegades els filòsofs) volíem fer, que és amagar la complexitat. Aquesta tercera manera d’entendre el temps ens diu que és el riu que ens transporta des del passat al futur. És el flux continu de les coses i dels fets.
