COSMOLOGIA: EL DINAMISME DE L'UNIVERS

L'univers, el seu origen, la seva història, és un altre àmbit de diàleg entre ciència, filosofia i religió. ¿Creació de l'Univers o Univers etern?, ¿aparició del temps juntament amb l'Univers o preexistència del temps?, ¿Univers abocat a un final o Univers existent per sempre més?, ¿creació limitada a l'estat inicial o creació continuada?: aquestes són algunes de les qüestions conceptuals que es poden plantejar en el camp de la cosmologia, el més proper a una possible creació. Ara bé, en la ciència, la qüestió dels orígens és interpretada com la primera baula d'una cadena de causalitats; en la teologia no és exactament així: s'és conscient que la causa primera pot ser radicalment diferent de la primera causa. La causa primera té més a veure amb les condicions d'existència de l'Univers, o amb el perquè de l'existència de l'Univers, que no pas amb l'edat i els detalls de com va començar l'Univers.

En el model ptolemaic, l'Univers era finit, centrat, estàtic, jeràrquic, i va ser fàcil superposar-hi una interpretació teològica majestuosa, en què Déu ocupava els espais exteriors a les esferes de les estrelles, ben enllà dels planetes. Per a Newton, l'Univers havia de ser estàtic i infinit, única possibilitat compatible amb l'estabilitat gravitatòria i, tot i que no tractà des de la mecànica la qüestió de l'origen, s'interessà per l'edat de l'Univers com a una suma de les edats dels patriarques, mètode freqüent en aquella època i que duia a la conclusió que l'Univers havia estat creat uns quatre mil anys abans del naixement de Crist. Dintre del paradigma newtonià, Laplace i Kant foren els primers a imaginar la formació del sistema solar a partir d'una nebulosa indiferenciada, però el seu model no donava informació sobre l'edat de l'Univers.

La cosmologia del segle XX aportà novetats sorprenents a les idees sobre l'Univers: descobrí que l'Univers està en expansió, en posà de manifest un començament i trobà la manera d'esbrinar-ne l'edat. El dinamisme de l'Univers resultà difícil d'acceptar per aquells qui, com Einstein, cercaven en les lleis físiques l'expressió d'una racionalitat absoluta i eterna, que xocava amb la idea d'un Univers canviant, o per aquells que identificaven Déu amb l'Univers, o imaginaven un Déu essencialment estàtic. Tot i això, la física ha descobert, en un conjunt de lleis bàsiques, una racionalitat profunda en el cosmos, que fins i tot podria transcendir el nostre Univers i ser la base d'altres universos, ha sabut preguntar a la nit l'edat del cel i la història de la matèria, i ha constatat l'harmonia subtil que hi ha d'haver entre els valors de les constants físiques perquè l'Univers pugui contenir vida.

La discussió sobre un Univers sense començament o un Univers creat en un instant donat, tema típic de la cosmologia filosòfica, passà a ser una qüestió física amb la constatació de l'expansió de l'Univers, al començament dels anys vint. Avui, es considera que l'Univers té tretze mil quatre-cents milions d'anys -dada de gran interès científic però d'escàs interès teològic. De fet, l'expansió per si sola no implica necessàriament un començament de l'Univers. Podria ser que hi hagués una creació contínua i que l'Univers estigués en estat estacionari, de manera que la disminució de densitat deguda a l'expansió fos compensada per la creació de nova matèria. Aquest model, proposat per Hoyle, fou desestimat quan es va descobrir, el 1965, la radiació de fons de l'Univers, que té en el model del big bang o gran explosió una interpretació natural, com a fòssil de la radiació incandescent que hi havia a l'Univers primitiu, refredada a causa de l'expansió. Aquesta radiació, en canvi, resulta inexplicable i gratuïta en el model de l'estat estacionari o creació contínua.

L'Univers, ¿sorgí del no-res, sense espai ni temps, o bé a partir d'un buit preexistent? No ho sabem encara. En la teoria més habitual, tant l'espai com el temps s'originaren amb l'Univers, com ja ho havia intuït molt abans sant Agustí, i no tindria sentit parlar d'un temps anterior a l' inici de l'Univers. Ara bé, quan la física està a prop d'arribar a l'exploració dels orígens posa en dubte la causalitat: la incorporació de la física quàntica a la cosmologia obre la sospita que no hi hagi un sol Univers, sinó molts universos que vagin sorgint com fluctuacions aleatòries d'un buit quàntic primordial, alguns amb vida, la immensa majoria, incompatibles amb la vida. En aquest cas hi hauria un espai i un temps preexistents però fluctuants, en un buit primordial. Déu i l'atzar semblen disputar-se l'origen del món en aquest buit indiferenciat i enigmàtic.

En principi, l'estat inicial hauria tingut una densitat i una temperatura infinites, i no hi podríem aplicar les lleis actuals de la física. Per parlar de l'estat inicial de l'Univers, cal una teoria que unifiqui la mecànica quàntica i la relativitat general, és a dir, la teoria del més petit amb la del més gran. Aquesta necessitat no resulta sorprenent si tenim en compte que, en els moments inicials, tot l'Univers actualment visible era més petit que un àtom. Hawking ha proposat solucions teòriques especulatives en què els efectes quàntics haurien fet que la densitat i la temperatura inicials no fossin infinites i en què la física fos aplicable fins i tot a l'estat inicial. El model de la gran explosió no pot excloure, per ara, la possibilitat d'un Univers anterior, que s'hauria col·lapsat sobre si mateix per donar lloc, en rebotar -per dir-ho en termes senzills-, a un nou Univers.

El model del big bang no se sustenta només sobre l'expansió, sinó també en l'existència de la radiació còsmica de fons, en l'abundància relativa d'hidrogen i d'heli en l'Univers -el setanta-cinc per cent i el vint-i-cinc per cent, respectivament-, i en l'existència d'unes fluctuacions de densitat que van donar lloc, posteriorment, a les galàxies. L'heli fou produït per fusió nuclear de l'hidrogen mentre l'Univers tenia una temperatura superior a uns deu milions de graus, quan tenia menys de tres minuts. Posteriorment, més heli i els altres elements químics s'han anat formant a l'interior de les estrelles, on la temperatura i la densitat són prou elevades. Les possibilitats de formació de carboni i dels nuclis dels altres àtoms que ens constitueixen depenen molt sensiblement dels valors de les constants universals de la física.

Ara bé, la matèria que coneixem -protons, neutrons, electrons, fotons- sembla que només és el deu per cent del conjunt de la matèria de l'Univers. Una bona part de la matèria total seria el que anomenem matèria fosca, una matèria desconeguda que no pot emetre ni absorbir llum ni tenir reaccions nuclears, però que exerceix atracció gravitatòria. Una altra sorpresa és que l'expansió de l'Univers, actualment, és accelerada, en lloc de ser frenada per l'atracció gravitatòria, cosa que porta a pensar que hi podria haver un altre ingredient còsmic, anomenat quinta essència o energia fosca, que produiria una força repulsiva, i que formaria més de la meitat del contingut de l'Univers. Els models cosmològics actuals estan complicant l'Univers, no sols amb la possibilitat de nous ingredients còsmics desconeguts -matèria fosca, energia fosca, que serien majoritaris en l'Univers-, sinó també amb dimensions addicionals i una pluralitat d'universos, que anirien sorgint a l'atzar com fluctuacions d'un buit quàntic primordial. En el model dels universos membrana, l'espai podria tenir quatre dimensions extenses i el nostre Univers podria ser com una membrana en tres dimensions, en el si de la qual actuarien les forces electromagnètiques, nuclears forta i nuclears febles; en canvi, la gravitació podria sortir-ne i desbordar a altres universos, cosa que oferiria una possibilitat d'explicar per què és molt més feble que les altres interaccions. Ara bé, perquè la gravitació no sigui massa feble, cal suposar que a alguns mil·límetres del nostre Univers n'hi ha un altre, i que és possible l'existència de molts universos paral·lels, molt propers els uns als altres.

En definitiva, la cosmologia actual proporciona molts detalls sobre l'Univers; la gran majoria dels quals tenen poc interès teològic, però n'hi ha alguns que poden incidir en la teologia. Per exemple, no és el mateix imaginar un Déu que crea un sol Univers amb la finalitat que arribi a haver-hi vida intel·ligent, que imaginar una pluralitat d'universos que van sorgint a l'atzar, i una aclaparadora majoria dels quals són incompatibles amb la vida. La cosmologia física suggereix una multiplicitat de mons molt propers els uns als altres, més dimensions de les que sabem, més matèria de la que coneixem...El públic, en canvi, creu que la ciència ha explicat definitivament l'origen del món, quan en realitat encara hi ha moltes incògnites científiques. D'altra banda, subsisteix la incògnita metafísica d'on han sortit les lleis de la física, i per què aquestes lleis s'han realitzat en una realitat concreta, sigui d'un sol Univers sigui de molts.

 

David Jou
DÉU, COSMOS, CAOS
Horitzons del diàleg entre ciència i religió
pàgines 77 - 81
Viena Edicions, Barcelona 2008