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JOHN GRIBBIN
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El milagro de la vida en la Tierra
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índice
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Agradecimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Prefacio: El único planeta inteligente . . . . . . . . . . . . . . . . 13
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Introducción: Una entre un billón . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
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1. Dos paradojas y una ecuación . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. ¿Por qué es tan especial nuestro lugar en la
Vía Láctea? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. ¿Por qué es tan especial el Sol? . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. ¿Por qué es tan especial el Sistema Solar? . . . . . . . . 5. ¿Por qué es tan especial la Tierra? . . . . . . . . . . . . . . 6. ¿Por qué es tan especial la explosión del Cámbrico?
I. Contingencia y convergencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7. ¿Por qué es tan especial la explosión del Cámbrico?
II. El Venus invernadero y la Tierra bola de nieve . . . . 8. ¿Por qué somos tan especiales? . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
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Otras lecturas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Índice alfabético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
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Prefacio
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El único planeta inteligente
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¿Debemos nuestra existencia al impacto de un «supercometa»
en Venus hace 600 millones de años? Hace una década, la idea
podía antojarse risible, pero ahora sabemos que existen objetos
helados del tamaño de Plutón en órbitas situadas en los márgenes del Sistema Solar, sabemos que la Luna terráquea se formó
gracias al impacto de un objeto del tamaño de Marte en la Tierra, sabemos por la teoría del caos que ninguna órbita alrededor del Sol es estable y, lo que es más importante, sabemos que
a Venus y la Tierra les sobrevino una catástrofe en el mismo
momento, justo antes de la explosión de vida en el planeta que
condujo a nuestra existencia. ¿Casualidad? Tal vez. Pero, de
ser así, es la más importante en una cadena de coincidencias
que propiciaron el nacimiento de vida inteligente en la Tierra.
Y esa cadena posee tantos eslabones débiles que ello puede significar que, pese a la proliferación de estrellas y planetas en el
universo, como especie inteligente podríamos ser únicos.
Existen varios centenares de miles de millones de estrellas
en la Vía Láctea. Realizando una estimación conservadora,
varios miles de millones de ellas tienen en su órbita a planetas
capaces de albergar vida. Puede que haya más planetas habitables en la galaxia que gente en el planeta Tierra. Pero «habitable» no significa «habitado». La tesis de este libro es que solo
en la Tierra existe una civilización inteligente. El motivo
guarda relación con la serie de acontecimientos cósmicos que
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afectaron a Venus y la Tierra hace unos 600 millones de años.
Pero esta es solo parte de la historia, tan solo una de las razones astronómicas y geofísicas por las cuales la Tierra es especial y, probablemente, única.
Desde los tiempos de Copérnico, el progreso de la ciencia
ha provocado un constante desplazamiento del lugar que supuestamente ocupan los seres humanos en el centro del universo. A finales del siglo xx, la creencia popular decía que somos
un tipo de animal corriente que vive en un planeta corriente
que orbita una estrella corriente en lo más remoto de una galaxia del montón. Pero esta imagen de la Tierra y la humanidad
como una unidad insignificante dentro del universo podría ser
errónea. Este libro cuestiona dicha idea y propone que los seres
humanos, después de todo, son especiales, productos únicos de
una extraordinaria serie de circunstancias que hasta la fecha no
se han dado en ningún otro lugar de la galaxia, y posiblemente
en todo el universo. Una idea conocida como «Zona de Habitabilidad» afirma que hay algo raro en nuestro universo; pero
tales especulaciones no tienen cabida en mi argumento. Pero
sea o no inusual el universo, sí hay algo extraño en el lugar
que ocupa la Tierra viviente dentro de él.
La idea de la Tierra como «planeta viviente», expresada con
particular claridad por el concepto de Gea, ha cautivado la imaginación de un numeroso público y se ha convertido en una
ciencia respetable. Todos estamos acostumbrados a la idea de
que nuestro hogar en el espacio es un sistema de vida engranado, y nos han alertado de la posibilidad muy real de que las actividades humanas pueden constituir la muerte de Gea. Tales hipótesis son comentadas en los últimos libros de Jim Lovelock. La
panorámica que esboza es bastante lúgubre desde la perspectiva
provinciana de la vida en la Tierra. Pero, ¿tiene alguna importancia el planeta en medio de la inmensidad del cosmos?
El reciente hallazgo de un planeta con un peso solo ligeramente superior al de la Tierra que orbita alrededor de una es-
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prefacio
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trella cercana,1 junto con el descubrimiento a lo largo de los
últimos años de más de 200 planetas gigantes similares a Júpiter que giran en torno a otras estrellas, ha despertado el interés por
la posibilidad de encontrar vida inteligente en otros lugares del
universo. Mucha gente cree que el hecho de que haya otros «sistemas solares» ahí fuera debe de significar que existen otras
Tierras, y que si existen otras Tierras, sin duda debe de haber
otra gente. Este argumento es falso. En primer lugar, parece
probable que los planetas similares a la Tierra sean algo infrecuente. Pero, incluso si otras Tierras fuesen algo habitual, mi
opinión es que, aunque la vida en sí misma pueda ser común, el
tipo de civilización inteligente y tecnológica que ha surgido en
la Tierra podría ser única, al menos en nuestra Vía Láctea.
Coincido con Lovelock en que otras Geas podrían ser relativamente comunes en el cosmos. Pero he llegado a la conclusión de que nuestro tipo de vida inteligente es tan poco habitual que solo podría darse en nuestro planeta. En este
momento del tiempo cósmico solo existe vida inteligente en la
Tierra. En el lenguaje de Gea, la Tierra es el único planeta inteligente, por lo menos en nuestra galaxia.
Veamos o no la mano de Dios en todo esto, significaría
que somos la civilización tecnológicamente más avanzada del
universo, y el único testigo que comprende el origen y la naturaleza del universo en sí. Si la humanidad y Gea logran sobrevivir a las crisis actuales, toda la Vía Láctea podría llegar a
convertirse en nuestro hogar. De lo contrario, la muerte de
Gea puede ser, literalmente, un acontecimiento de importancia universal.
Limito el debate a la Vía Láctea no solo porque es nuestro
patio trasero astronómico, una isla en un espacio más allá del
cual no podremos explorar físicamente en un periodo de tiempo razonable, sino también porque es posible que el universo
1. ¡Y varias «Tierras» más mientras este libro estaba en imprenta!
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sea infinito una vez rebasada la Vía Láctea. En un universo
interminable, cualquier cosa es posible, pero puede que solo
esté sucediendo algo interesante a una distancia infinita de nosotros. La Vía Láctea contiene varios centenares de miles de
millones de estrellas, pero, con toda seguridad, solo alberga
una civilización inteligente. En ese sentido, nuestra civilización está sola y es especial. Este libro les cuenta por qué.
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Introducción
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Una entre un billón
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El universo es grande. Vivimos en una burbuja expansiva de espacio que estalló a partir de un estado supercaliente y superdenso, el Big Bang, hace 13.700 millones de años. Puesto que esta
burbuja solo ha existido durante ese periodo de tiempo, lo más
lejos que podemos ver en cualquier dirección, en principio, es la
distancia que la luz ha recorrido en 13.700 millones de años. Lógicamente, se trata de 13.700 millones de años luz, donde un año
luz es la distancia que esta última puede recorrer en doce meses:
unos 9.500 millones de km o 5.900 millones de millas. Así pues,
el universo observable es una burbuja centrada en la Tierra con
un diámetro de 27.400 millones de años luz, una burbuja cuyo
tamaño crece a razón de dos años luz (uno por cara) cada año.1
Eso no significa que nos encontremos en el centro del universo más de lo que un marinero que no avista tierra está en el
centro del océano; el marinero se halla justo en el centro del
círculo formado por su propio horizonte. Los marineros sitos
en otras partes del océano se encuentran en el centro de su
«mundo observable», rodeado por un horizonte. Sin duda, el
universo se extiende más allá de nuestro horizonte cósmico, al
igual que el mar se extiende más allá del horizonte del marinero, y bien podría (a diferencia del océano) ser infinito. Pero el
1. Esta es una leve simplificación que no tiene en cuenta la expansión
del universo. Espero que mis colegas cosmólogos sepan perdonarme.
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rompecabezas sobre lo que reside más allá del horizonte cósmico no es lo que yo voy a abordar aquí.
Dentro de la burbuja del universo visible, las estrellas, más
o menos como nuestro Sol, están agrupadas en islas denominadas galaxias. Basándonos en observaciones realizadas con
instrumentos como el Telescopio Espacial Hubble, se calcula
que existen cientos de miles de millones y quizá billones de
galaxias en el universo observable. Todas las estrellas que vemos con nuestros ojos forman parte de una de esas islas del
espacio, nuestra galaxia natal, llamada Vía Láctea. Pero nuestros ojos son sumamente inadecuados para revelar la verdadera naturaleza de la Vía Láctea. En números muy redondos,
existen tantas estrellas en nuestra galaxia como en el universo
observable. Cuando me inicié en el mundo de la astronomía
en los años sesenta, el número redondo citado más a menudo
era de 100.000 millones de estrellas en la Vía Láctea; a medida
que pasaba el tiempo y que las observaciones mejoraban, la
estimación se incrementó a unos 200.000 millones, y después
a «varios» cientos de miles de millones. Puesto que nuestros
telescopios no cesan de mejorar y nuestras observaciones siguen revelando cosas nuevas, no parece inverosímil redondear todo esto y decir, muy aproximadamente, que nuestra
galaxia contiene un billón de estrellas. Eso significa que el Sol
es una entre un billón, y que nuestra galaxia también. Hasta
donde podemos decir, el Sol es una estrella bastante corriente
(aunque podría tener significativas peculiaridades menores
que comentaré más adelante).
a través de la vía láctea
Esta isla de un billón de estrellas es el trasfondo para mi historia sobre la aparición de vida inteligente en la Tierra y la incógnita de si existe más vida evolucionada en el universo. En
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este estadio de la comprensión humana del cosmos, lo único
que podemos hacer razonablemente cuando buscamos una explicación a la aparición de la inteligencia es observar la historia y la geografía de nuestra galaxia e intentar entender por
qué y cómo ha surgido en la Tierra y qué nos dice eso sobre
las posibilidades de hallar civilizaciones en otras «Tierras» de
la Vía Láctea. Si hay suficientes estrellas y planetas en todo el
universo, tiene que haber otra Tierra en algún lugar; pero,
¿existe alguna que albergue otra civilización en nuestro patio
trasero cósmico?
En esos términos, aunque nuestra galaxia contiene numerosos componentes, lo que nos interesan son los planetas más
o menos similares a la Tierra que orbitan estrellas más o menos parecidas al Sol. El Sol y los planetas del Sistema Solar se
formaron a partir de una nube de gas y polvo que se desintegró en el espacio hace poco más de 4.500 millones de años,
cuando el universo solo tenía dos tercios de su edad actual. El
hecho de que el Sistema Solar tardara tanto en gestarse no es
una coincidencia. Existen pruebas fehacientes de que los únicos elementos que se produjeron en cantidades significativas
durante el Big Bang fueron el hidrógeno y el helio. Desde entonces se han acumulado, en un proceso conocido como nucleosíntesis estelar, elementos más pesados en el interior de las
estrellas que se dispersan por el espacio cuando dichas estrellas mueren. Por tanto, tenía que transcurrir cierto tiempo
hasta que varias generaciones de estrellas nacieron, vivieron y
murieron antes de que existiesen nubes interestelares que contuvieran una amalgama suficientemente rica de elementos
como el silicio, el oxígeno, el carbono y el nitrógeno para
crear un planeta como la Tierra.
Parte de ese proceso de nucleosíntesis es lo que hace perdurar la luminosidad de una estrella como el Sol. En el corazón del astro, la temperatura extrema y la presión mantienen
unidos los núcleos de hidrógeno para fusionarlos y crear nú-
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cleos de helio, un proceso en el cual se libera energía. En otras
estrellas, los núcleos de helio se combinan en diferentes fases
de su ciclo vital para fabricar carbono, oxígeno, etcétera. Toda
esta actividad prosigue en un disco de estrellas, gas y polvo
que alcanza un diámetro de unos 100.000 años luz. Calculando la distribución de este material lo mejor que pueden desde
el interior de la galaxia, y cotejándola con observaciones de
otras galaxias que alcanzamos a ver desde el exterior, los astrónomos han descubierto que nuestra galaxia presenta una
estructura en espiral, con bandas de estrellas brillantes y jóvenes (conocidas como brazos espirales) que se entretejen hacia
fuera desde el centro del disco. Antes se pensaba que esto describía un limpio patrón en espiral, con cuatro brazos principales y algunos arcos más pequeños, pero observaciones recientes indican que el patrón es más caótico, con espuelas que
asoman de algunos de los brazos principales, fragmentos de
otros brazos, e incluso una franja de brazos en el centro de la
galaxia.
Nadie sabe exactamente cómo se forma el patrón en espiral, pero es una característica habitual de las galaxias. La hipótesis más verosímil es que se trata de una onda de densidad, en
la cual estrellas y nubes de gas que orbitan alrededor del centro de la Vía Láctea se acumulan en ciertos lugares, del mismo
modo que el tráfico de una carretera se acumula en un atasco
en movimiento cerca de una gran carga que avanza lentamente. Las nubes de gas que se ven atrapadas en el atasco en movimiento son aplastadas, y algunas de ellas se destruyen para
crear nuevas estrellas, que es lo que hace que el patrón en espiral destaque. Pero las estrellas individuales son mucho más
pequeñas que esas nubes, y pasan por la ola de densidad sin
verse afectadas en su ruta más o menos circular alrededor del
centro de la galaxia.
En términos generales, la distribución de las estrellas en la
galaxia puede describirse en cuatro partes. La mayoría de las
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estrellas, incluido el Sol, están concentradas en un delgado
disco de unos 1.000 años luz de profundidad, que se ensancha
en un bulbo alrededor del centro de la Vía Láctea. El aspecto
es el de dos huevos fritos pegados uno a otro. Juntos, el disco
delgado y el bulbo central contienen aproximadamente un
90% de las estrellas de nuestra galaxia. El disco delgado está
incrustado en otro más grueso pero también menos denso,
que a su vez está rodeado de un halo esférico con un diámetro
de al menos 300.000 años luz, a través del cual están repartidas
unas cuantas docenas de atestados cúmulos estelares. Eso es
todo en lo que a las estrellas luminosas se refiere. Sin embargo, existen otros dos componentes, revelados por su influencia gravitacional en el material brillante, que son fascinantes
por derecho propio pero carecen de relevancia para la búsqueda de otras Tierras. El primero es un enorme agujero negro
situado en el centro mismo de la Vía Láctea, con un diámetro
veinte veces mayor que la distancia de la Tierra a la Luna y
que contiene varios millones de veces la masa de nuestro Sol.
Aunque parezca asombroso, solo constituye unas millonésimas partes de la masa de todas las estrellas luminosas de la galaxia juntas. En el otro extremo, todos los componentes luminosos de la galaxia están incrustados en una nube de material
oscuro que mantiene a la Vía Láctea bajo su control gravitacional. Este material llena una esfera con una extensión de varios cientos de miles de años luz, y se cree que está compuesta
de una nube de partículas diminutas del tamaño de un átomo.
Pero la masa total de esas partículas diminutas contiene diez
veces más materia que todas las estrellas luminosas de la galaxia juntas.
Hasta la fecha, la búsqueda de otros planetas ha recorrido
una minúscula distancia desde el Sol a través del disco delgado
de la Vía Láctea. A finales del siglo xx, la tecnología solo
avanzó lo suficiente como para buscar pruebas de la influencia
de los planetas que orbitan estrellas cercanas, y la búsqueda
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desde entonces se ha ampliado (de un modo en absoluto uniforme) hasta una distancia de varios cientos de años luz, más o
menos el 0,1% del diámetro del disco. Pero la buena noticia es
que, allá donde miremos, encontramos planetas. A partir de
esta evidencia, al menos la mitad de las estrellas que podemos
ver probablemente tengan planetas girando a su alrededor.
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júpiteres calientes
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Por el momento, los indicios de la existencia de planetas más
allá del Sistema Solar son indirectos en casi todos los casos.
Con la salvedad de algunos ejemplos, todavía no podemos verlos ni fotografiarlos, e incluso en esos casos, las imágenes son
manchas borrosas; pero detectamos su influencia en sus estrellas madre. Cuando un planeta orbita alrededor de su estrella,
la influencia gravitacional del primero hace que la estrella oscile
de un lado a otro de un modo apenas perceptible, y esta osci­
lación puede detectarse estudiando el espectro de luz de la estrella. Cuando esta avanza hacia nosotros, las características
del espectro varían levemente hacia el extremo azul del espectro; cuando se aleja, se produce un movimiento hacia el extremo rojo del espectro. Este es un ejemplo del efecto Doppler,
una de las herramientas más útiles de la astronomía; el alcance
de las velocidades calculadas de este modo, a distancias de centenares de años luz, es aproximadamente el mismo que el de un
corredor olímpico. Los planetas más fáciles de detectar utilizando este método son los que ejercen la mayor influencia en
su estrella madre, es decir, grandes planetas cercanos a su estrella. Por tanto, no es sorprendente que la mayoría de los varios centenares de planetas descubiertos hasta la fecha sean
grandes y se hallen próximos a sus estrellas. Sin embargo, con
el paso del tiempo se están descubriendo también planetas más
pequeños y otros situados más lejos de sus estrellas.
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