El astrónomo y sacerdote jesuita Georges Lemaître fue el primero en sugerir que la totalidad del universo comenzó a partir de un solo “átomo primigenio” en algún momento en el tiempo; esta sería la primera versión de lo que ha llegado a ser la teoría actual del Big Bang*. Einstein menospreció el modelo de Lemaître, como hizo con todos los modelos en los que el universo se expandía, pero al final tuvo que admitir que Lemaître podía tener razón.

Tras ordenarse presbítero en 1923, Lemaître continuó sus estudios de astronomía con Arthur Eddington en la Universidad de Cambridge (Reino Unido) para después completarlos con Harlow Shapley en el Observatorio del Harvard College (EE. UU.). Para finalizar su formación académica se inscribió para el doctorado en el Instituto de Tecnología de Massachusets (MIT, por sus siglas en inglés; EE. UU.). Fue aquí donde Lemaître comenzó a pensar acerca de la historia del universo.

De hecho, Lemaître no estaba familiarizado con las ecuaciones de la relatividad de Einstein: él no creó un modelo de la historia del universo basándose en ideas sobre la estructura del universo como habían hecho Willem de Sitter o Alexander Friedmann. Lemaître se basó en la termodinámica, en concreto en la segunda ley y su concepto de entropía: todo sistema se mueve de un estado de orden a otro de desorden. Otra forma de interpretar la entropía es que toda la energía que se puede usar del sistema se pierde en el transcurso del tiempo, hasta que toda la energía termina desapareciendo. Si esto es cierto para cualquier sistema, también lo es para el universo.

El universo, por tanto, debe haber empezado en un estado de máxima energía, perdiendo energía paulatinamente hasta que finalmente muera. La conclusión lógica de la termodinámica, dijo Lemaître, era un modelo del universo en el que éste se expandiese con el tiempo: un universo que comenzó mucho más pequeño de lo que es ahora, tan pequeño que todo el universo estaba originalmente comprimido en un minúsculo átomo. Nuestro universo “estalló” a partir de esta increíblemente densa primera partícula y este universo continuaría expandiéndose, perdiendo energía y hasta llegar gradualmente a detenerse. Lemaître publicó su teoría de lo que él llamaba el “átomo primigenio” en 1927, nada más volver a Bélgica para enseñar astrofísica en la Universidad de Lovaina.

La cosmovisión de Lemaître

En esa época, la mayoría de los científicos asumían que el universo siempre había existido tal y como es en la actualidad. Creer en un universo cambiante, es decir, creer en “un momento de creación”, parecía demasiado cercano a la religión y al misticismo. El mismo Lemaître, a pesar de su profunda cosmovisión católica, también pensaba que la ciencia y la fe no deben confundirse entre sí; según él se emplean metodologías diferentes en cada una y, al menos el propio Lemaître, nunca usó una disciplina para confirmar o negar la otra.

En cualquier caso, la familiaridad de Lemaître con la historia del génesis en la Biblia judeo-cristiana y su evidente creencia en un creador influyeron probablemente en la facilidad con la que aceptó una teoría que sugería un universo que había “empezado” en un momento dado. A diferencia de muchos de los contemporáneos de Lemaître, él creía que su teoría del átomo primigenio era una verdadera realidad física, no un simple modelo matemático, como habían dicho de Sitter y Friedmann de los suyos.

En el momento en que Lemaître publicó sus teorías por primera vez, Einstein ya había dejado bastante claras sus ideas sobre un universo en expansión. Ya había publicado sus críticas a los modelos en expansión de de Sitter y Friedmann, y su respuesta al de Lemaître no fue diferente. Einstein se vio obligado a admitir que las matemáticas parecían funcionar, pero se quejaba de que la física era “abominable”. Al igual que con la mecánica cuántica, las matemáticas parecían no poder desmentir a sus prejuicios, y Einstein despreció la idea de un universo en expansión sin más.

Como decíamos más arriba, a diferencia de de Sitter y Friedmann, Lemaître no creó un modelo solo con objetivos intelectuales. Creía que se correspondía con la realidad. Basándose en los conocimientos físicos de la época, Lemaître lanzó la hipótesis de que el átomo primigenio estaba formado por elementos radioactivos que comenzaron una reacción en cadena. La energía liberada en esta reacción en cadena habría forzado una expansión inmediata y espectacular del universo; en el proceso también habría creado vida. Lemaître era plenamente consciente de que su versión del origen del universo sería modificada a lo largo del tiempo conforme los principios de la física atómica y nuclear fuesen mejor comprendidos.

No fue hasta los años 60 que la versión moderna de la teoría del Big Bang fue aceptada y, tal y como Lemaître predijo, la teoría de lo que existía en el momento del Big Bang y por qué comenzó a expandirse era muy diferente a sus ideas originales. Lemaître fue, sin embargo, el primer científico en aceptar verdaderamente el concepto de que el universo tuvo un principio.

También Einstein, tuvo que aceptar las ideas de Lemaître. El anuncio en 1929 por parte de Edwin Hubble de que las observaciones efectivamente apuntaban hacia un universo en expansión, convenció finalmente a Einstein de que debía abandonar su noción preconcebida de un universo estático. Unos años después, en 1933, Einstein dio a Lemaître el mérito debido. En una conferencia en el Instituto Tecnológico de California en la que Lemaître describió el universo en expansión, Einstein se levantó a la conclusión, aplaudió y dijo “Esta es la explicación más hermosa y satisfactoria de la creación que haya escuchado jamás”.

Nota:

[*] Las expresiones y planteamientos que se mencionan en el texto corresponden a la visión original de Lemaître de finales de los años 20 y comienzo de los 30 del siglo pasado. La teoría actual del Big Bang es mucho más elaborada y compleja y existen conceptos, como los de tiempo o de composición, que difieren de forma radical de los expresados hace casi un siglo. Para más información sobre el modelo actual puede consultarse el enlace.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Una versión anterior de este artículo se publicó en Experientia Docet el 27 de septiembre de 2009.