Comprendre l’Univers

Al cafè científic de febrer, Comprendre l’univers, on parlava l’astrofísic Ignasi Ribas, de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC-CSIC), vam aprendre un munt d’astronomia.

Per a situar-nos, Ignasi ens va explicar que l’astrofísica estudia com són estrelles, les galàxies, la pols interestel·lar o els planetes extrasolars; mentre que els cosmòlegs estudien com i quan es va fer el cosmos.

Ignasi Ribas estudia exoplanetes. Diu que li va despertar la vocació un veí que, quan ell tenia onze anys, li va dir: vols mirar per un telescopi que he instal·lat? I aleshores va tenir clar que volia ser astrònom; es va estalviar la fase de voler ser bomber, astronauta o corredor de cotxes.

Els exoplanetes

El primer planeta extrasolar es va descobrir el 1995 i hores d’ara se n’han identificat fins a 430; s’estima, però, que hi pot haver fins a cent mil milions (100×1.000×106).

Els exoplanetes detectats s’han trobat entorn estrelles relativament properes, segons les dimensions dels astrofísics: a la galàxia d’Andròmeda, que veiem des de l’hemisferi nord, i que es troba relativament a prop, a dos milions d’anys llum (2×106); i també al Núvol de Magallanes, que es veu des de l’hemisferi sud, i està més proper: a uns cent cinquanta mil anys llum (0,15×106).

De fet, però, els planetes de fora del Sistema Solar no s’han vist, perquè costa molt de veure’ls. El Sol, per exemple, és mil milions (1.000×106) vegades més brillant de la Terra; això ens pot donar idea de com pot costar de veure un planeta sempre voltant prop d’una estrella.

De moment, s’ha detectat si existeix un planeta prop d’una estrella per tècniques indirectes, veient com l’estrella pot canviar la lluminositat, quan el planeta passa pel davant seu; o per l’efecte gravitatori sobre la velocitat de moviment de l’estrella, per exemple. Alhora, una estrella com el Sol pot mesurar 1.400.000 km de diàmetre, de manera que és molt difícil de veure una transició d’un planeta per davant d’ella.

Es creu que d’aquí a deu anys es podran veure els planetes extrasolars per una tècnica anomenada coronografia, que consisteix a provocar eclipsis artificials de l’estrella per a veure que hi té al voltant.

Els planetes del Sistema Solar

Recordem que els planetes del Sistema Solar en són vuit: Mercuri, Venus, La Terra, Mart, Júpiter, Saturn, Urà i Neptú. Plutó va passar a ser un planeta nan, de manera que els planetes tornen a ser vuit.

El cas de Plutó és especial perquè un planeta es defineix com un cos esfèric que dóna voltes entorn al Sol i que és l’objecte dominant de la seva òrbita. I, Plutó és un cos celeste petit i llunyà, i com ell, n’hi ha molts; tant de mesura, com d’òrbita semblant. Per això va ser catalogat com a planeta nan.

Un factor que va provocar que la inclusió de Plutó en una nova categoria és que va ser l’únic planeta del Sistema Solar descobert per un americà. L’astrònom Clyde Tombaugh va predir l’existència d’un cos transneptunià el 1936, era Plutó, i el van classificar com a planeta. Quan es va descatalogar Plutó com a planeta, a Streator, Illinois, el poble on va néixer Tombaugh, hi va haver manifestacions en favor de mantenir Plutó com a planeta clàssic.

Trobar vida als planetes extrasolars

Podrem trobar vida en algun planeta extrasolar? Per a respondre aquesta pregunta es va considerar interessant com es podria detectar que a un planeta hi ha vida. A Carl Sagan se li va ocórrer que la missió espacial Galileu −que anava a valorar si a Europa (una lluna de Júpiter), i aTità (de Saturn), hi havia aigua−, podia fer fotografies de la Terra per a poder determinar, des de fora, si era habitada.

Les fotografies van revelar que sí, que a la Terra hi devia haver vida, perquè els compostos químics que delataven els espectres químics de les fotografies eren fora d’equilibri. Van trobar que hi havia un compost oxidant (l’oxigen) i un de reductor (el metà), una composició química de difícil convivència si no hi ha una font contínua de metà.

Val a dir que una de les fonts de metà més importants a la Terra és el resultat de la digestió d’herbívors remugadors, que posteriorment han d’emetre com poden! (Vegeu Rots de vaca i pets de formiga, de Joandomènec Ros). A més, l’oxigen de l’atmosfera no és el primordial, sinó que va ser generat fa uns 2.500x106anys, per uns éssers vius que el generaven com a producte de desfet. Tant en van generar, que van provocar un canvi en l’atmosfera.

Així que no només es busquen canvis en l’atmosfera, perquè els volcans, per exemple, poden generar canvis gasosos que no van associats a la vida. El que es busca en altres planetes són els compostos químics que sabem associats a la vida: diòxid de carboni (CO2), òxids de nitrogen (NOx), aigua (H2O), metà (CH4). Se’n diuen biomarcadors, marcadors de la presència de vida.

I, una altra condició per a la vida, al menys com la coneixem ara, és que la seva temperatura permeti la presència d’aigua líquida. I per a trobar aigua líquida en un planeta cal que la seva superfície estigui, òbviament, entre 0 i 100ºC, cosa que determina una determinada distància a la seva estrella.

El programa SETI

Hi ha una altra aproximació a la cerca de vida extraterrestre, de vida intel·ligent, de civilitzacions. Va ser una proposta encapçalada per Frank Drake. Drake va proposar una equació que calcular el nombre de civilitzacions extraterrestres que existeixen en la nostra galàxia, i que tenen capacitat i ganes de comunicar-se per senyals de ràdio. Drake va estimar, pel broc gros, que a la galàxia hi havia unes 10.000 civilitzacions amb ganes de comunicar-se amb nosaltres.

La crítica a aquesta equació és que no té capacitat predictiva, sinó que es prova si és certa o noa posteriori. I això, científicament, no té gaire valor. Malgrat tot, a la dècada de 1960, Drake va proposar el programa SETI (Searching Extra Terrestrial Life), els primers dels quals, a la dècada de 1970, va patrocinar la NASA.

Un dels projectes més famosos, SETI@home, està suportat també per milions de persones que permeten l’ús dels seus ordinadors personals, que processen la informació capturada pel radiotelescopi d’Arecibo, a Puerto Rico. Val a dir que, fins ara, no hi ha hagut cap senyal de clar origen extraterrestre; i entre els científics, el projecte SETI s’ha desprestigiat força.

Missatges en ampolles

Això no vol dir que es desisteixi de contactar amb altres civilitzacions, ja que des de la Terra hi ha hagut diversos intents de comunicació. Alguns d’aquests intents van anar associats al llançament de sondes espacials; altres, s’han emès des de la Terra.

La Pioneer 10 i la Pioneer 11, llançades el 1972 i el 1974, des de Cap Cañaveral −i que va arribar fins a Júpiter i Saturn−, duien una placa amb algunes descripcions esquemàtiques de la vida a la Terra. Entre altres imatges, tenia gravades les siluetes d’un home i d’una dona, l’estructura del DNA, i, el que inquieta més a alguns, la localització de la Terra en el Sistema Solar.

Les Voyager, llançades el 1975 i el 1979 també des de Cap Cañaveral −cap als planetes exteriors del Sistema Solar−, duien un disc d’or amb gravacions també relatives a la vida i les forces de la Terra, i també música i sons de diferents parts del món i un discurs de l’aleshores Secretari General de les Nacions Unides. Si mai algú les troba, esperem que no vinguin a acabar amb les balenes, de les quals hauran sentit el seu cant, sinó en so de pau.

D’una altra banda, el 1974, es va emetre des d’Arecibo un missatge en clau, dissenyat per Drake, Sagan i altres, que, a partir d’un número primer, es pot desxifrar informació sobre la Terra i l’espècie humana.

Vida extraterrestre

Trobaremvida extraterrestre? Si hi ha éssers vius extremòfils que viuen a les torres de refrigeració, a les centrals nuclears, a l’àcid Río Tinto, o a les sorgents tèrmiques de les fondàries oceàniques… per què no la podem trobar en un altre planeta? Ja diuen els astrònoms que, si estem sols a l’Univers, quant d’espai malbaratat!

A més, cada vegada que els humans ens hem sentit especials, com ara el centre del Món, el centre de l’Univers, o el centre de la creació, ens hem sentit frustrats. La realitat ens ha tornat a col·locar en el nostre lloc.

Fem uns quants números. Si la galàxia es va formar fa 12.000 milions d’anys (12.000×106) i el Sol fa només 4.500 milions d’anys (4.000×106); és a dir, que aquest és el temps que necessita un Sistema Solar per a que es generi una civilització; des del moment de formació de la galàxia s’haguessin pogut formar tres generacions de civilitzacions successives i no solapades.

Enrico Fermi va postular una paradoxa que contrasta l’alta probabilitat aparent que existeixin civilitzacions intel·ligents a l’univers, i l’absència d’evidència de les civilitzacions. Potser perquè són d’una altra era?

I, què ens dius dels ovnis?

Entre el públic va sorgir la pregunta de perquè no hem de considerar que realment els extraterrestres no han arribat ja a la Terra. Un dels arguments que s’esgrimeix és que la NASA amaga proves.

A això, Ignasi va respondre que les grans afirmacions volen grans proves i, fins ara, no hi ha cap prova determinant que això hagi passat. I, quant a la teoria de la conspiració, els psicòlegs estipulen que un 10% de la població necessita creure que “algú” amaga les causes o els efectes reals de les coses que succeeixen.

Una altra famosa teoria de la conspiració és la que propugna que no es va arribar a la Lluna, sinó que va ser un muntatge enganyós. Pensar que realment hagués estat un frau és un insult als soviètics, ja que ells van perdre la carrera per l’espai i no han badat mai boca. Si hi hagués hagut el més mínim indici de falsedat, ho haguessin esventat, perquè clarament els hagués fet recuperar posicions.

Els humans a la Terra

S’estima que d’aquí a 4.000 milions (4.000×106) d’anys el Sol esclatarà, però la Terra ja es farà inhabitable d’aquí a 500 milions d’anys (500×106). De manera que, si encara hi ha humans aleshores –Ignasi es declara optimista i creu que sí-, on aniran?

Una de les raons que no hi arribin humans a l’esclat del Sol és perquè ens podem extingir, ja que estem jugant amb una bèstia. Ens podem extingir nosaltres, però no dubtem que la vida seguirà, i la Terra també, només que sense nosaltres.

I es tem que estiguem jugant amb la bèstia perquè trenquem la regulació natural del planeta, els processos naturals de feed-back, de retroalimentació; és a dir, el termòstat. Que és el que fem amb l’activitat que duem: amb l’emissió de gasos d’efecte hivernacle el que fem és jugar amb el termòstat sense saber bé què fem.

Per això, no és que estiguem destruint la Terra, no. El que fem és fer-nos-la inhabitable en desplaçar el mobiliari, diguem-ne, de lloc. El carboni, que està sota terra en forma d’hidrocarburs, el posem dalt de l’atmosfera formant un diòxid (CO2). L’ozó de l’atmosfera, el correm com una cortina i deixem espais sense cobrir.

Fins ara, les extincions han estat per causes externes a la vida, ja hem dit que només una va ser deguda a l’acumulació d’oxigen com a producte de desfet. Però aquesta vegada, la gran extinció sembla que l’estem provocant nosaltres.

El científic James Lovelock és molt pessimista sobre la possibilitat que ens en sortim i fa prediccions molt catastrofistes; però Ignasi, no. Argüeix que si s’inverteix en recerca potser es pot solucionar, i que ser catastrofista no serveix de res.

Però també hem de ser conscients que ens hauríem d’estar quiets i no jugar amb la fera. Hi ha qui descriu el que estem fent amb les emissions de gas com si burxéssim la boca d’una fera que no sabem com respondrà. Fins i tot pensant que potser la causa del canvi climàtic no és antropogènica, per si de cas, hauríem de ser prudents i mirar de contenir les emissions. Si una cosa no la coneixes, no la toquis.

Terraformació

El terme terraformació agrupa un conjunt d’intervencions en un cos celeste per a recrear les condicions òptimes per a la vida terrestre; és a dir, atmosfera, temperatura i presència d’aigua líquida.

En el nostre entorn més proper s’ha estudiat com terraformar Mart, però les seves petites dimensions no permetrien de retenir una atmosfera. Com que els altres planetes del Sistema Solar ja no compleixen les altres condicions perquè són gasosos −per la seva gran dimensió i distància al Sol−, cal anar a estudiar bé les seves llunes, bé exoplanetes.

Entre les llunes habitables del Sistema Solar es parla de Tità −satèl·lit de Saturn−, que té una atmosfera de nitrogen, semblant a la nostra. Però quan el Sol es comenci a transformar en gegant vermella hi haurà poc temps per a residir a Tità, que aviat es farà també inhabitable. Així que haurem d’anar fora del Sistema Solar.

I buscant a la galàxia, hem de tenir present que els exoplanetes gegants, per la seva composició gasosa, no tenen possibilitats de desenvolupar vida. De manera que les possibilitats de cerca resten reduïdes als planetes tel·lúrics, petits i rocosos. Que s’hauran de buscar amb instruments potents.

Els paradisos dels astrònoms

Els instruments que fan els astrònoms són els telescopis, que van començar essent òptics, i que ara poden detectar neutrins, ones de ràdio, raigs gamma… Els telescopis que estudien les estrelles, a partir del seu anàlisi espectral es pot conèixer la composició de la llum, la temperatura i la composició química d’una estrella.

I, tot i que també hi ha telescopis que poden ser enviats a l’espai, com el Hubble, la major part estan a la Terra, als llocs on hi ha menys pol·lució lumínica i l’atmosfera és clara, és on s’instal·len els telescopis. Així que una altra de les fortunes dels astrofísics és que el lloc des d’on fan les observacions són paradisos terrestres: Canàries, Hawaii, Atacama…

La recerca en astronomia té diversos nivells d’organització. A Espanya, hi ha diversos observatoris nacionals, que depenen del govern, com ara el telescopi més gran de l’Observatori d’Almeria, que mesura 3,5 m de diàmetre; o el Gran TECAN (Gran Telescopio de Canarias), al Roque de los Muchachos, a l’illa de La Palma, que mesura 34m2.

Però també hi ha projectes d’iniciativa supranacional, com ara els de l’Organització Europea per a la Recerca Astronòmica (ESO), que lidera la construcció del telescopi més gran del món, a El Paranal, Atacama, Xile. De fet, seran 4 telescopis de 8 metres de diàmetre que podran operar junts o per separat.

La vida a un observatori és ben curiosa, perquè aquests aparells no poden ser fets servir per qualsevol persona, per més astrofísic que sigui. Hi ha astrònoms que no saben fer servir telescopis. Els qui mouen els telescopis són tècnics assessorats per astrònoms especialistes de l’observatori, que seleccionen els astrofísics que finalment faran la recerca.

Habitualment de deu sol·licituds per a fer recerca en un observatori de prestigi, se n’accepta una. I tot l’equip de suport de l’observatori ajuda i respon a les comandes de l’astrofísic que, en realitat, fa la recerca i interpreta les dades rebudes.

Els números de l’astrofísica

Un dels participants al cafè va preguntar que, per què si no coneixem prou bé la Terra ni les solucions als problemes que tenim malbaratem diners explorant l’Univers? La resposta d’Ignasi va ser molt suggerent: es pot fer tot alhora, si no s’hagués fet això encara seriem cavernícoles perquè gràcies a l’aprenentatge tecnològic hem trobat respostes als llocs més inversemblants.

I, tampoc no n’hi ha per tant. Un telescopi de 42 m2pot costar mil milions d’euros (1.000×106), tant com 10 km d’autopista. L’organització d’uns jocs olímpics costa entre sis i vuit vegades més: els jocs de Pekín van costar 8.000 milions d’euros (8.000×106). Què costarien a Barcelona les boges olimpíades d’hivern?

A l’argument que la construcció de l’equipament per unes olimpíades generaria llocs de feina es pot argumentar que igual que la construcció d’un telescopi. A El Paranal, hi ha centenars de persones treballant en un lloc fix, que no caduca en dues setmanes. Com tampoc no resten grans equipaments als quals no se sap quin ús donar. Els astrònoms saben bé quin ús donar a un telescopi que costa la vuitena part que unes olimpíades.

També hi ha mecenatge per a finançar l’astronomia. Per exemple l’observatori Keck d’Hawaii va ser finançat per un particular. Com també el sots-director de Google, ha participa a l’observatori de Las Cumbres, a Califòrnia.

***

Ignasi es va declarar diverses vegades altament afortunat per poder-se dedicar a aquesta feina. I nosaltres també ho vam ser en sentir-lo. En una altra mesura, és clar!

Imatges: Wikipedia