La muerte térmica del universo en los orígenes de la ciencia ficción

El paso del tiempo es un juez severo y al mirar hacia atrás a veces puede observarse cuán largo ha sido el camino por el caminante al andar. Esto resulta más inquietante que la formación de las canas y la aparición de otros signos del envejecimiento, un proceso que comienza prácticamente desde el momento en que nacemos. Este tipo de procesos no sólo rige nuestras vidas, sino que también lo hace con la evolución del propio universo. De hecho este es uno de los grandes descubrimientos de la ciencia del siglo XX. Las inquietudes del futuro están claras para nosotros, está claro cuál es nuestro final, aunque la incertidumbre está en el cómo y el cuando. Pero como podéis imaginar, en el caso de un universo la cuestión no está tan clara, y eso compete a una disciplina que podríamos denominar escatología física. La del estudio del futuro del universo aplicando las leyes de la física. De paso, las proyecciones sobre la evolución cosmológica pueden aportar información sobre cuál podría ser el futuro de la vida.

Mi interés por la escatología física ha sido una constante durante años, recopilando literatura científica sobre el tema, leyendo obras de literatura fantástica o ciencia ficción sobre el tema, y estudiando estas temáticas desde diferentes puntos de vista. Mucho tiempo, porque podría decirse que comencé a interesarme verdaderamente por el tema tras la lectura de La física de la inmortalidad de Frank Tipler, uno de esos libros que cualquier persona aficionada a la ciencia ficción debería de tener en su biblioteca, aunque ya me había acercado a él con algunas lecturas de obras de Freeman Dyson cuando aún estaba en el instituto. Pero aunque los autores que me introdujeron en este mundo fascinante son contemporáneos las reflexiones en torno al fin del universo pueden remontarse, al menos, al siglo XIX. Y tienen una estrecha relación con el desarrollo de la moderna literatura de ciencia ficción.

En un principio el punto de vista desarrollado en la ciencia moderna desde las aportaciones de Copérnico y Kepler a la cosmogonía era la asunción de un universo infinito en el tiempo, y probablemente en el espacio, para evitar la cuestión del origen. Incluso creacionistas como Newton, que consideraban como un hecho incuestionable la acción de Dios en la creación en un tiempo pasado finito, no entraban en los detalles sobre los procesos del creador. Aunque Descartes planteó un escenario de la creación del Sistema Solar naturalista (pero con la suficiente intervención de Dios como para no ser objeto de la mirada de la Santa Inquisición), esto no pasaba de ser una mera especulación filosófica poco sustentada en una física precisa. Pero esto cambió cuando Buffon y Kant propusieron mecanismos físicos basados en la mecánica clásica mediante los cuales podría haberse formado el Sistema Solar, siendo finalmente la hipótesis nebular de Laplace la primera teoría cosmogónica científica rigurosa, con una sólida base en la física y las matemáticas. Pero no se planteaba ninguna cuestión sobre el origen o final del universo en su conjunto. A pesar de que la física newtoniana implica necesariamente escenarios que anticipan los de la cosmología moderna. Pero sobre todo, de sí que existían buenos motivos para plantearse una evolución del universo. Fundamentalmente, lo que se conoce como paradoja de Olbers.

Formulada por Heinrich Olbers en 1826 establece a partir de unas hipótesis físicas razonables que si en un universo con una extensión infinita, la luz que deberíamos recibir de las estrellas habría de ser infinita. Y esto no era lo que se observaba. Se propusieron diversos mecanismos físicos que implicasen una atenuación de luz pero resultaron inconsistentes. Una solución a la paradoja sería admitir un universo de una extensión espacial finita o con un número finito de estrellas. Pero otra opción sería considerar una extensión en el tiempo finita. Y a pesar de parecer una solución obvia a la paradoja, la idea de una duración finita del universo no gozó de gran aceptación. Posiblemente el primero en asociar la paradoja de Olbers con la finitud en el tiempo del universo fue Edgard Allan Poe en Eureka, en una obra en poema en prosa que puede considerarse como una de las primeras obras de ficción científica con componente escatológico, pero el mérito académico perteneció a Johann Mädler, autor además de una de las obras de divulgación de la astronomía más populares del siglo XIX. Pero este tipo de argumentos no fueron determinantes para que la comunidad científica de entonces se plantease la posibilidad de un origen y un final del universo. Los catalizadores de la fiebre por lo escatológico serían las dos mayores revoluciones conceptuales de la ciencia en el siglo XIX: el desarrollo de la termodinámica y la teoría de la evolución de Darwin.

Aunque la idea de evolución no era nueva, ya que podemos encontrar precedentes incluso entre los grandes pensadores jónicos y en el poema de Lucrecio y desde luego en diferentes naturalistas en la primera mitad del siglo, fue el mérito de Darwin y Wallace desarrollar una teoría con un mecanismo para explicar al evolución, la selección natural. El tremendo impacto de la teoría de Darwin es por todos conocido, pero lo que aquí nos interesa es que demostraba inequívocamente que la vida está sujeta a los cambios. Pero esto no implicaba una evolución de los fenómenos fuera del mundo de la transmutación de las especies y creo que fue más determinante el desarrollo de la termodinámica, sobre todo la formulación del segundo principio. El descubrimiento de que la entropía aumenta en un sistema cerrado, lo que implica que no toda la energía puede aprovecharse para realizar trabajo útil y que una fracción se disipa en forma de calor. Las consecuencias de este principio son muy importantes, ya que implica que en un sistema cerrado si se deja evolucionar el tiempo suficiente, no se podrá producir trabajo útil y toda la energía disponible se transformará en calor. Su aplicación al problema del origen del Sistema Solar fue estudiada por Hermann von Helmholtz y William Thomson (lord Kelvin). Es famoso el artículo de este último donde obtiene una edad para el Sol mucho menor de la que se podría deducir entonces de los datos geológicos y de la teoría de Darwin.

Pero al hacer esto Kelvin también estaba sugiriendo implícitamente un final del Sistema Solar por el enfriamiento del Sol en un tiempo finito. El mismo argumento podría aplicarse al universo en su conjunto y esto fue lo que hizo Rudolf Clausius en 1865 en un artículo titulado Die energie der Welt its konstant; die Entropie der Welt strebt einem Maximum zu. En él mostraba que supuesto el universo como un sistema cerrado de los dos principios de la termodinámica se deduce que en algún momento debería de alcanzarse un máximo de entropía. Clausius denominó a esto la muerte térmica del universo.

9788415988755La influencia de estas ideas en la literatura fantástica son difíciles de cuantificar, pero aquí quiero comentar fundamentalmente dos obras. En primer lugar uno de los clásicos indiscutibles del género de todos los tiempos: La máquina del tiempo de Herbert George Wells. Aunque es sobre todo una distopía que proyecta la estructura de clases de la sociedad industrial de entonces en un futuro lejano también es deudora de las derivaciones filosóficas de la evolución darwiniana y la termodinámica. Wells era muy consciente de que la selección natural no implica un progreso teleológico lo que puede dar lugar a una evolución de la especie humana como la que se encuentra el viajero del tiempo en un futuro remoto. No sólo eso, sino que la propia evolución podría dar lugar a especies completamente ajenas a los humanos actuales.

Pero la parte verdaderamente escatológica de la novela es el fragmento del viaje hacia el futuro más lejano del protagonista de la historia. Esta parte del relato es deudora de las ideas popularizadas en la literatura científica sobre la muerte del Sistema Solar, herederas de los cálculos de Kelvin. De hecho, el viajero del tiempo se encuentra con una Tierra fría y un Sol moribundo. Un mundo extraño en decadencia, en donde la vida trata de adaptarse aunque sabemos que en algún momento perecerá. Esta visión de Wells sobre el futuro último de la vida en el Sistema Solar es pesimista y es una síntesis de la proyección de predicciones basadas en la selección natural y la termodinámica.

Otra novela en la que el fin del Sistema Solar ocupa un papel destacado en la historia es la obra maestra del horror cósmico de William Hope Hodgson: La casa en el confín de la Tierra. En ella se narran las experiencias de un hombre solitario que junto con su hermana y su perro habita una misteriosa casa en un paraje indeterminado de Irlanda. En torno a la vivienda parece residir lo que en la literatura fantástica actual se denominaría un portal a otros mundos. A través de él puede visitar algunos de ellos pero también es asediado por criaturas misteriosas y siniestras. Nunca tenemos claro si sus viajes son físicos o mentales, pero siempre inquietantes.

Entre sus experiencias se narra un viaje psíquico o astral a un futuro lejano en el que el protagonista asiste el fin del propio Sistema Solar. Como en el caso de Wells nos presenta una Tierra sumida en la oscuridad y el frío. Pero Hogdson va más allá y especula sobre cómo podría ser el proceso de enfriamiento del Sol, hasta convertirse en un astro frío y muerto. En la primera parte de la narración se considera una extrapolación rigurosa a partir de la ciencia del momento. Pero Hodgson va más allá hacia el final de este episodio de la novela, ya que sugiere que el destino del Sol es acabar chocando contra un gigantesco sol central. Fue precisamente Johann Mädler quien propuso la hipótesis, a mediados del XIX, de que a partir del movimiento propio de las estrellas en la galaxia podría deducirse la existencia de un sol central muy masivo, ubicado en el cúmulo estelar de las Pléyades y en torno al cual girarían todos los sistemas estelares. Esta hipótesis la popularizó en su obra de divulgación de la astronomía que seguramente fuese la fuente en que se inspiró Hogdson. Sin embargo en la época de la redacción del relato tal hipótesis estaba desacreditada. Además, este mecanismo no refutaba el argumento de la muerte térmica, aunque Wallace consideró una versión más elaborada que sí pretendía evitar ese futuro de aburrimiento termodinámico. Pero el maestro del horror cósmico no se contenta con las colisiones estelares para justificar un futuro para la vida en el universo introduciendo en el relato la existencia de un sol oscuro y una serie de detalles adicionales que crean una sensación de vértigo metafísico mucho mayor en el lector. Al hacerlo la novela se aleja de la ciencia y la historia se completa con elementos claramente fantásticos.

De modo que si en la obra de Hogdson hay más profusión de datos científicos que en la de Wells es esta última la que está mucho más cerca del espíritu de la ciencia. Mientras que Wells es pesimista con respecto al futuro de la vida, Hodgson plantea la existencia de un plano diferente al físico para justificar un futuro para la vida. Pero mantiene el pesimismo en lo que respecta al futuro de la vida como entidad material. Podemos concluir entonces que estamos ante dos obras representativas del sentir de la época sobre la muerte térmica y que son claramente pesimistas. Dos relatos muy influyentes en el desarrollo posterior de la ciencia ficción. Porque en ellas encontramos el vértigo existencial de lo sublime de las escalas del tiempo y el espacio. Esta desazón cósmica se materializaría en la obra de Lovecraft a través de una genuina mitología de la cultura popular posmoderna.

No toda la comunidad científica y filosófica aceptaba acríticamente las conclusiones de Clausius y Kelvin, que tanto influyeron en la literatura fantástica. Autores tan dispares como Herbert Spencer y Friedrich Engels ponían en duda sobre bases filosóficas la aplicabilidad al universo como un todo del segundo principio de la termodinámica. Además en la Dialéctica de la naturaleza Engels sugiere la existencia de diferentes ciclos de evolución cósmica en parte de un universo infinito en el espacio y el tiempo. También algunos físicos pusieron en duda la inevitabilidad de la muerte térmica. El Pierre Duhem criticaba el argumento de Clausius sobre la base de que el valor máximo de la entropía no tiene que ser finito, de modo que podría adoptar cualquier valor entre menos infinito y más infinito. Por su parte el sueco Svante Arrhenius consideraba que las propiedades del medio cósmico permitirían evitar ese infausto escenario. E incluso Balfour Stewart y Peter Tait defendieron puntos de vista espiritualistas y vías de escape bastante excéntricas para evitar la muerte térmica.

Pero la más interesante es la propuesta del gran Ludwig Boltzmann no para resolver el problema del fin del universo sino el de su origen. El padre de la moderna mecánica estadística propuso en una de sus publicaciones que podría considerarse a nuestro universo como una gran fluctuación en el seno de un dominio infinito con las características de un gas en equilibrio térmico. Es decir, en un estado de muerte térmica en un universo infinito. Esta idea se sustenta en que la entropía es un concepto estadístico y son posibles las fluctuaciones en torno a un estado de máxima entropía generado regiones de baja entropía. La probabilidad de tales fluctuaciones sería físicamente ridícula, pero en un universo infinito esto sucedería infinitas veces. A día de hoy este argumento se tiene en cuenta en el análisis del problema de la flecha del tiempo y porque en la cosmología actual hay modelos que permitirían fluctuaciones de este tipo.

La muerte térmica no sería el final, pero las fluctuaciones tienen consecuencias inesperadas. Siempre es más probable que una criatura inteligente se genere por una fluctuación aleatoria que la formación de un universo en el cual tras miles de millones de años de selección natural surja seres inteligentes similares. El sueño de la fluctuación genera monstruos. Pero estos son más acordes con las fantasías propias de la ciencia ficción contemporánea y habrían de ser analizados en otro momento en este blog.

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