¿Vida al poco de formarse el Universo?

¿Vida al poco de formarse el Universo? ¿Vida al poco tiempo de formarse el Universo?

Proponen la plausibilidad de aparición de vida en el Universo sólo 15 millones de años después del Big Bang, cuando todo el Universo era una zona habitable.

Todos a estas alturas sabemos que el Universo se hizo transparente por primera vez unos 400.000 años después del Big Bang.

Pero en ese momento la temperatura era muy alta y estaba justo por debajo de la temperatura de ionización del hidrógeno.

El caso es que, en ese momento, los fotones eran libres de cruzar largas distancias sin ser absorbidos.

La distribución de frecuencias de esos fotones (unos 1090 frente a los 1080 protones en el universo visible) se correspondía a la de un cuerpo negro, esto es, dependía solamente de la temperatura.

Según el Universo se expandía se iba enfriando y esas frecuencias se fueron corriendo hacia longitudes de onda más larga.

Ahora con una temperatura del Universo de sólo 2,7 K la gama de frecuencia está en la microondas y llamamos a ese remanente el fondo cósmico de microondas (FCM).

Ahora llega lo interesante. Entre una temperatura de miles de grados y la actual hay toda una gama de temperaturas interesantes. Una de ellas es a la que el agua permanece líquida a presión normal.

Eso empezó a suceder 15 millones de años después del Big Bang y las condiciones se mantuvieron durante unos millones de años.

Quizás incluso durante suficiente tiempo como para dar lugar a vida microbiana sobre alguno de los primeros planetas. En esa época todo el Universo era una zona habitable.

La idea que la vida pudo aparecer tan pronto es de Abraham Loeb (Universidad de Harvard) y la expone en un corto artículo en ArXiV.

Todos estamos acostumbrados a la idea de zona habitable de una estrella, ese anillo más o menos grueso o estrecho en el que una planeta de tipo terrestre allí ubicado puede mantener agua líquida sobre su superficie.
 
Si Loeb tiene razón y ya había planetas de tipo rocoso en esa época, casi todos ellos tenían entonces condiciones de habitabilidad, pues todo el Universo era una zona habitable.

Sólo quedarían descartados aquellos planetas demasiado cerca de sus estrellas. Incluso los planetas errantes podían ser habitables. En esos planetas no habría noche total y serían iluminados permanentemente en el infrarrojo por el fondo cósmico de radiación.

Las pegas a la idea son inmediatas de ver: ¿había suficientes elementos pesados que permitieran la vida?, ¿había planetas? Como ya sabemos, el Big Bang produjo principalmente hidrógeno y helio, elementos que por sí solos no son suficientes para producir vida. Los elementos más pesados se forman por fusión nuclear en las estrellas.

Nuestra estrella, el Sol, ha estado ahí durante unos 5000 millones de años y estará otros tantos, las enanas rojas más pequeñas pueden durar muchísimo tiempo más.

Pero las estrellas pesadas duran mucho menos, en unos pocos millones de años pueden explotar como supernovas y enriquecer el medio con elementos pesados. Se cree que estrellas pesadas se generaron al poco de formarse el Universo.

El problema es saber si al cabo de sólo 15 millones de años fue posible la generación de esos elementos y la posterior formación de planetas con ellos.

En un principio la respuesta es no. Sin embargo Loeb hace un pequeño estudio estadístico sobre el asunto. Como ocurre muchas veces, y si se sigue una distribución normal, no todo se daba a la vez en todo el Universo.

Habría cierta probabilidad de que ciertas regiones más densas se hubieran agregado materia antes y generado elementos pesados que dieran lugar a planetas. En otras regiones sólo habría gas que todavía no se había agregado.

Según sus cálculos con 8,5 desviaciones estándar ya sería posible algo así. Esto representa una probabilidad pequeña, pero el Universo visible es muy grande. Por tanto, la idea es plausible.

Posiblemente sea imposible demostrar que había planetas habitados por microbios en esa época, pero basta con que sea plausible para refutar ciertas consecuencias del principio antrópico.

El principio antrópico viene a decir en este contexto (hay muchas variantes del principio que o bien son absurdas o sólo aportan obviedades) que la constante cosmológica tiene el valor que tiene y da lugar a lo que llamamos energía oscura porque es la que permite que ahora haya observadores como nosotros.

Digamos que vivimos en un momento privilegiado y dentro de unos cuantos miles de millones de años el Universo se acelerará. Además, las teorías de campos predicen un valor mucho más elevado para esta constante si la consideramos una energía del vacío.

Si somos observadores típicos es de esperar que vivamos en un universo con una constante cosmológica pequeña según el principio antrópico.

En un multiverso (si algo así existe) los observadores de un particular universo no tienen que sorprenderse entonces de que su universo tenga condiciones para la vida, pues ellos están en él.

Este principio es darle la vuelta a la cosa y en lugar de explicar nuestra existencia debido al valor ciertas constantes y parámetros, justifica esos valores debido a nuestra propia existencia.

Si nos fijamos con cuidado, o bien no dice nada o es absurdo, pero esto del principio antrópico ha sido el entretenimiento favorito de algunos físicos y cosmólogos, pese a que es denostado por muchos de ellos.

Pero el argumento de Loeb es que si ya la vida fue posible (o plausible) 15 millones de años después del Big Bang entonces no hay argumento posible que mantenga el principio antrópico en este contexto.

Otros valores de la constante cosmológica (y otros parámetros) podrían haber favorecido aún más esa vida temprana, aunque fuese a costa de la vida posterior y que sólo sea microbiana.

Incluso valores de la constante cosmológica muy alta no impedirían la aparición de vida en esa época temprana y en esas condiciones debido a gran densidad de materia en esa época.

Algo que Loeb no menciona es las implicaciones que su idea tiene en la panspermia.

Algunos investigadores sostienen que un planeta como la Tierra es insuficiente como para generar vida en tan corto periodo de tiempo, justo al poco de formarse, y que la vida vino de fuera de sistemas muchos más grandes y antiguos. Incluso algunos argumentan que la vida es necesariamente más antigua de lo que creemos.

Estos primeros planetas de Loeb podían haber aportado vida o sus precursores a planetas corrientes en sus zonas habitables mucho después.

Saber si la panspermia es una idea correcta o no sería muy fácil si tuviéramos muestras biológicas de otros sistemas planetarios.

Una misma bioquímica apoyaría la idea panspérmica, siempre y cuando haya varias posibles.

Una gran variedad de bioquímicas no. Desgraciadamente no es así y posiblemente nunca lo tendremos.

Pero hay un argumento de peso en contra de toda la idea de Loeb. La vida no depende solamente de cierta química y del agua líquida, sino de un gradiente de temperatura que permite tener un foco caliente y otro frío, de otro modo la Termodinámica impide la generación de energía que reduzca la entropía localmente en sistemas abiertos como los seres vivos.

La Termodinámica es la más sensata de todas las ramas de la Física y desde que en el siglo XIX nos permitió hacer mejores máquinas de vapor pone límites a las demás ramas de la Física.

No podemos escapar de ella incluso en la ciencia más moderna.

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Ilustración: NASA/JPL-Caltech.
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