TERCERA LLIÇÓ

L’arquitectura del cosmos

A la primera meitat del segle XX, Einstein va descriure el teixit de l’espai i el temps amb la teoria de la relativitat, mentre que Bohr i els seus joves amics van capturar en equacions l’estranya naturalesa quàntica de la matèria. A la segona meitat del segle, els físics van construir sobre aquests fonaments, aplicant les dues noves teories als dominis més diversos de la natura: del macrocosmos de l’estructura de l’univers al microcosmos de les partícules elementals. Del primer, en parlo en aquesta lliçó; del segon, a la següent.

Aquesta lliçó consta sobretot de dibuixos senzills. El motiu és que la ciència, abans de ser experiments, mesures, matemàtica, deduccions rigoroses, és sobretot visions. La ciència és una activitat principalment visionària. El pensament científic es nodreix de la capacitat de veure les coses de manera diferent de com les vèiem abans. Sense pretensions, vull mirar d’oferir un tast d’aquest viatge entre visions.

Primera imatge:

Representa el cosmos tal com va ser concebut durant mil·lennis: la Terra a sota, el cel a sobre. La primera gran revolució científica, d’Anaximandre, fa vint-i-sis segles, que provava d’entendre com podia ser que el Sol, la Lluna i les estrelles giressin al voltant nostre, substitueix aquesta imatge del cosmos per aquesta altra:

Ara el cel és al voltant de tota la Terra, no només a sobre, i la Terra és una gran roca que sura suspesa en l’espai, sense caure. De seguida algú (potser Parmènides, potser Pitàgores) s’adona que la forma més raonable per a aquesta Terra suspesa, per a la qual totes les direccions són iguals, és una esfera; i Aristòtil exposa arguments científics convincents per confirmar l’esfericitat de la Terra i dels cels que l’envolten, pels quals corren els astres celestes. Aquesta és la imatge del cosmos que en resulta:

És el cosmos que descriu Aristòtil en el seu llibre Del cel, i la imatge del món que serà característica de les civilitzacions de la conca del Mediterrani fins al final de l’edat mitjana. Aquesta és la imatge del món que el Dant estudia a l’escola.

El salt següent el fa Copèrnic, inaugurant la que s’anomena la «gran revolució científica». El món de Copèrnic no s’allunya gaire del d’Aristòtil:

Però hi ha una diferència fonamental: reprenent una idea ja considerada en l’antiguitat, i després abandonada, Copèrnic comprèn i demostra que el centre de la dansa dels planetes no l’ocupa la nostra Terra, sinó el Sol. El nostre planeta esdevé un de tants altres. Gira a gran velocitat sobre si mateix i al voltant del Sol.

L’augment del coneixement no s’atura, i aviat els nostres instruments milloren i aprenem que el sistema solar no és més que un de molts altres, i que el nostre Sol no és més que una estrella com les altres. Un granet infinitesimal en un núvol immens d’estels, format per cent mil milions d’estels, una galàxia:

Però cap als anys trenta del segle XX, els mesuraments precisos dels astrònoms sobre les nebuloses —nuvolets blanquinosos entre les estrelles— demostren que la galàxia, al seu torn, tampoc no és més que un bri de pols en un núvol immens de galàxies, de centenars de milions de galàxies, que s’estén fins a perdre’s de vista, fins on els nostres telescopis més potents arriben a veure. El món s’ha convertit ara en una extensió uniforme i il·limitada. La figura que ve a continuació no és un dibuix: és una fotografia feta pel telescopi en òrbita Hubble, que mostra una imatge del cel més profund que podem veure amb el telescopi més potent que tenim; a ull nu seria un trosset petitíssim de cel molt negre. Al telescopi, hi apareix una esquitxada de galàxies molt llunyanes. Cada puntet negre de la imatge és una galàxia amb cent mil milions de sols semblants al nostre. Fa pocs anys que hem vist que la majoria d’aquests sols tenen planetes al voltant. Hi ha, per tant, milions de milions de milions de planetes com la Terra, a l’univers. I, es miri en la direcció que es miri, això és el que es veu:

Però aquesta uniformitat il·limitada, al seu torn, només és aparent. Tal com he explicat a la primera lliçó, l’espai no és pla, és corbat. El teixit mateix de l’univers, esquitxat de galàxies, l’hem d’imaginar mogut per ones semblants a les onades del mar, potser tan agitades que creen els espais que són els forats negres. Tornem, doncs, a les imatges dibuixades per representar aquest univers solcat per grans ones:

I, finalment, avui dia sabem que aquest cosmos immens, elàstic i recobert de galàxies, ha crescut durant uns quinze mil milions d’anys, emergint d’un núvol petit, molt calent i molt dens. Per representar aquesta visió, ja no hem de dibuixar l’univers, sinó la història sencera de l’univers. Aquí la tenim esquemàtica:

L’univers neix com una bola petita i després explota fins a les seves dimensions còsmiques actuals. Aquesta és la nostra imatge actual de l’univers, a l’escala més gran que coneixem.

¿Hi ha res més? ¿Hi havia alguna cosa, abans? Potser sí. En parlaré d’aquí a un parell de lliçons. ¿Existeixen altres universos semblants, o diferents? No ho sabem.