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Ciencia Nuestra de cada Día

La Naturaleza nos sorprende cada instante con multitud de fenómenos que despiertan nuestra curiosidad. La Ciencia Nuestra de Cada Día es un espacio en el que Ángel Rodríguez Lozano nos incita a mirar a nuestro alrededor y descubrir fenómenos cotidianos que tienen explicación a la luz de la ciencia.

¿Está vacío el Universo?

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Vivimos rodeados de materia y ello nos hace pensar que todo lo que existe está relleno de cosas sólidas que podemos tocar a voluntad, pero ¿esa imagen coincide con la realidad o vivimos engañados por los sentidos? Nuestros sentidos han sido modelados por la evolución para sobrevivir en un mundo de cosas cuyo tamaño es comparable al nuestro. Cuando intentamos imaginar cosas mucho más grandes o mucho más pequeñas, la mente desvaría, las distancias pierden sentido de realidad y nos da vértigo. Sólo nos queda defendernos con imaginación.

La imaginación es un mago cargado de trucos. Si no podemos abarcar lo inmenso, el truco para hacernos una idea puede ser reducirlo de tamaño hasta dimensiones cotidianas para nosotros y comparar. Si no podemos imaginar lo ínfimo, podemos hacer un truco mental, aumentar su tamaño y volver a comparar. Ha sido así, imaginando, como hemos intentado abarcar los extremos del Universo y hemos hallado la respuesta. El Universo está “casi” vacío de materia.

El Sol de tamaño humano

Escojamos el Sistema Solar como objeto de nuestra imaginación. El Sol es una inmensa esfera incandescente de 1,392,000 km de diámetro, tan grande, que si pusiéramos la Tierra en su centro, la Luna orbitaría holgadamente dentro de él. Pero, desgraciadamente para nosotros, una cantidad que supera el millón de kilómetros no es fácil de comprender, si hubiera dicho el doble o el triple nos habríamos quedado igual. Y si ya empezamos con dificultades para describir al Sol imagínense lo que sucede al hablar de las distancias planetarias. Les invito a mover en el aire la varita mágica de la imaginación para reducir a nuestra estrella de tamaño hasta hacerla semejante a nosotros.

¡Ya está! El Sol tiene ahora el mismo tamaño que usted. Hemos imaginado que la esfera solar es una bola brillante de la estatura media de una persona (1,70m). Para ser justos, debemos aplicar la misma reducción a todo el Universo. Veamos cómo se ven ahora Mercurio, La Tierra y al resto de cuerpos del Sistema Solar.

Un Sistema Solar de andar por casa.

A esa escala, Mercurio queda reducido a una diminuta bola del tamaño de una lenteja, 6 milímetros de diámetro, ¡situada a 70 metros de distancia de nuestro Sol en miniatura! Entre la esfera solar y él no hay nada, espacio vacío. Más allá, a 132 metros, se mueve Venus convertido en una canica de centímetro y medio de diámetro. Después orbita la Tierra, otra canica del mismo tamaño, a 182 metros de distancia de nuestro Sol ficticio. Entre ellos, nada, el vacío. El gigante Júpiter quedaría reducido una esfera del tamaño de un balón de balonmano, a casi un kilómetro de distancia, entre Marte y Júpiter una cuantas motas de polvo representarían al cinturón de asteroides. Para no cansar, vamos a saltar hasta Plutón, éste, haciendo buena la denominación de planeta enano, sería como medio grano de arroz situado ¡a más de siete kilómetros de nosotros! Ésa es la cruda realidad. En una esfera de siete kilómetros de radio tan sólo hay una esfera central del tamaño de una persona, nueve pequeñas bolitas y unas cuantas motas de polvo que representan a los asteroides y cometas. Todas perdidas en una inmensidad vacía.

Más allá del sistema Solar hay otras estrellas pero, en la comparación que nos ocupa, la estrella más próxima quedaría reducida a una esfera de un tamaño parecido al Sol, es decir de nuestra estatura, situada a 50.000 kilómetros de nosotros. Entre medias, la nada, el vacío. ¡Cuánto espacio desperdiciado!

Incluso con la enorme reducción que habíamos aplicado, las estrellas están tan lejos que volvemos a encontrarnos con distancias planetarias. Si representáramos la galaxia entera, a esa escala, ocuparía un disco de 1250 millones de kilómetros de diámetro. Una inmensidad vacía con unas pocas bolitas luminosas dispersas. La comparación se nos ha quedado pequeña, nos hemos vuelto a perder.

Podemos hacer un esfuerzo más de imaginación y reducir la escala. Por ejemplo, podemos intentar meter al Sol y a la estrella más próxima (que por cierto se llama Próxima de Centauro) en el salón de su casa. Vacíenla de muebles, quiten todo, incluso la más pequeña mota de polvo, extraigan el aire de su interior y hagan un vacío mucho más perfecto que el que pueda lograr el más avanzado de los laboratorios terrestres. En esas condiciones, en un rincón se situaría el Sol, un diminuto punto de luz de un tamaño más pequeño que el punto de la “i” y en el otro extremo del salón brillaría débilmente otro punto luminoso del mismo tamaño, Próxima de Centauro. No habría nada más. Sólo dos diminutos puntos de luz en el espacio vacío. No somos nada.

Átomos de tamaño humano

Devolvamos el Sistema Solar a su tamaño y miremos en el otro sentido, hacia el mundo de los átomos. Como nada nos impide presumir, escojamos un átomo valioso: un átomo de oro. Dado que muchas veces nos han pintado los átomos como sistemas planetarios en miniatura, es decir, con un núcleo central y una nube de electrones a su alrededor. Ampliemos el núcleo (se calcula que su radio real es 0,0000000000000073 m) para hacer visible lo invisible¡

¡Ya está! en un periquete hemos aumentado el núcleo de un átomo hasta hacerlo de nuestro tamaño. Si hiciéramos caso a lo que pintan, parecería un conjunto de protones y neutrones, arracimados formando una bola de nuestra estatura, por supuesto el aspecto no es así, pero valga. Hemos escogido la escala de tal forma que el núcleo aparezca del mismo tamaño que le dimos al Sol anteriormete porque, de esa manera, podremos comparar ambas visiones del mundo.

En un átomo de oro los electrones se mueven alrededor del núcleo, pero no lo hacen como los planetas, ésa es una idea antigua, más bien forman una nube borrosa de la que sólo conocemos, más o menos aproximadamente, el límite exterior.

¿Dónde tendríamos que situar el electrón más externo? Pásmense ustedes, estaría situado a 30 kilómetros de distancia. En este caso, ni siquiera podemos dar a cada electrón un tamaño aproximado porque , en realidad, no se sabe, pero su masa sí la sabemos, es 0,0000000000000000000000000000009 kg. Si al aplicar nuestra imaginación al Sistema Solar y a la Vía Láctea descubríamos que es prácticamente espacio vacío, observar el interior del átomo se nos revela un vacío más grande todavía.

Así es la magia de la ciencia, no necesita sacar de la nada conejos escondidos para engañar al espectador porque, en el fondo, lo que demuestra es que nosotros, que no somos casi nada, tenemos mentes pequeñas pero capaces de navegar por los solitarios parajes de Vacío Cósmico.

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