ACCIONES Y REACCIONES QUE DIERON ORIGEN A LA TIERRA
En la actualidad se plantean dos teorías sobre el origen del agua en la Tierra: la teoría volcánica, y la teoría extraterrestre de los meteoritos transportadores de agua. Ambas teorías siguen discutiéndose por las escuelas de científicos que toman una u otra posición, aunque actualmente se ha visto que lo más razonable es aceptar ambas teorías ya que una complementa a la otra.
La teoría volcánica plantea que el agua se formó en el centro de la Tierra, por reacciones a altas temperaturas (527 ºC) entre átomos de hidrógeno y oxígeno. Las moléculas formadas por esta reacción fueron expelidas a la superficie terrestre en forma de vapor (por la temperatura a la que se encontraban); algo de este vapor de agua pasó a formar parte de la atmósfera primitiva (esta atmósfera primitiva carecía de oxígeno molecular), y otra parte se enfrió y condensó para formar el agua líquida y sólida de la superficie terrestre. Este proceso tomó millones de años, pero las evidencias experimentales que se tienen actualmente plantean que el agua está presente en la Tierra hace unos 3.800 millones de años.
La teoría más reciente atribuye el origen del agua a causas extraterrestres. Numerosos estudios realizados por la NASA apoyan los planteamientos de Tobias, Mojzsis y Scienceweek quienes afirman que 
el agua llegó a la Tierra en forma de hielo, en el interior de numerosos meteoritos, que al impactar sobre la superficie terrestre liberaron este compuesto y llenaron los océanos (o al menos parte de ellos).
TEORÍA DEL BIG BANG
Los astrónomos combinan modelos matemáticos y observaciones para hacer teorías que expliquen cómo fue que surgió el universo. En la Teoría del Big Bang se incluyen otras teorías, como la de la relatividad de Einstein y teorías estándar de partículas fundamentales.
Uno de los objetivos actuales de la investigación es saber si el universo seguirá creciendo o algún día parará y colapsará, algo que se le conoce como el Big Crunch.
Si miráramos el universo un segundo después del Big Bang veríamos un mar de neutrones, protones, electrones, positrones, fotones y neutrinos a alta temperatura. A medida que pasa el tiempo, el universo se va enfriando hasta conseguir que se formen átomos neutros. El universo pasó de opaco a transparente debido a la acción de los fotones.
El universo es plano, es decir, que en la geometría del espacio se cumplen las reglas de la geometría euclidiana: las líneas paralelas no se encuentran, relación de círculo-circunferencia y diámetro del pi. Además, el universo es muy homogéneo respecto a temperatura. Esto podría deberse a que, en el momento inmediatamente después del Big Bang, el universo experimentó la inflación, una explosión de expansión en la que había un montón de energía inestable que se habría distribuido de manera desigual en el espacio.
Otro dato curioso es que se ha observado recientemente, que no solo el universo no está desacelerando su crecimiento, sino que lo está acelerando.
TEORÍA DEL CAOS
La búsqueda de una explicación a los fenómenos naturales que observamos, complejos e irresolubles mediante fórmulas, configuró lo que se conoce como Teoría del Caos, una disciplina que, si bien no niega el mérito de la ciencia clásica, propone un nuevo modo de estudiar la realidad.
Un ligero vistazo a nuestro alrededor advierte de la tendencia general al desorden: un cristal se rompe, el agua de un vaso se derrama... nunca ocurre al revés. Pero, contrariamente a lo que se piensa, este desorden no implica confusión. Los sistemas caóticos se caracterizan por su adaptación al cambio y, en consecuencia, por su estabilidad. Si tiramos una piedra a un río, su cauce no se ve afectado; no sucedería lo mismo si el río fuera un sistema ordenado en el que cada partícula tuviera una trayectoria fija; el orden se derrumbaría.
Las leyes del caos ofrecen una explicación para la mayoría de los fenómenos naturales, desde el origen del Universo a la propagación de un incendio o a la evolución de una sociedad. Entonces, ¿por qué lleva la humanidad tantos siglos sumida en el engaño del orden? El problema parte del concepto clásico de ciencia, que exige la capacidad para predecir de forma certera y precisa la evolución de un objeto dado. Descartes aseguraba que si se fabricara una máquina tan potente que conociera la posición de todas las partículas y que utilizara las leyes de Newton para saber su evolución futura se podría predecir cualquier cosa del Universo. Esta afirmación, tan reduccionista como audaz, ilustra la euforia científica tras el descubrimiento de Neptuno gracias a las leyes de gravitación de Newton. Un hito científico que impuso el orden, el determinismo y la predicción en la labor investigadora y limitó los objetivos a los fenómenos que coincidieran con el patrón previo. Lo demás (turbulencias, irregularidades, etcétera) quedó relegado a la categoría de ruido, cuando ese ruido abarcaba la mayoría de lo observable. Los físicos se dedicaron - y se dedican - a descomponer sistemas complejos corrigiendo lo que no cuadraba con la esperanza de que las pequeñas oscilaciones no afectaran al resultado. Nada más lejos de la realidad.
CAUSAS QUE ACTÚAN TANTO EN EL TIEMPO COMO EN EL ESPACIO
En definitiva, en las cuestiones de hecho ( y la idea de causa y efecto lo es ) es imposible el conocimiento demostrativo y únicamente nos queda la posibilidad del razonamiento moral. De ahí que únicamente la experiencia nos permita averiguar algo acerca del como se origina en nuestra mente la idea de causalidad.
Pues bien, si es la experiencia la base de nuestra idea de causalidad, entonces tenemos que preguntarnos por las impresiones de donde deriva tal idea. Hume, analizando dos objetos que vemos relacionados por la causa y el efecto, llegará a establecer como características de la idea de causalidad, las siguientes:
Prioridad temporal: a causa precede siempre al efecto.
Contigüidad en el tiempo y espacio: causa y efecto se dan en un tiempo y espacio contiguos.
Conjunción constante: La memoria nos permite saber que siempre es el mismo objeto la causa y el mismo objeto el efecto.
Conexión necesaria: tendencia a considerar que el principio de causalidad sigue funcionando en el futuro.
Estas serían, según Hume, las características de la idea de causa y efecto. Ahora bien, es necesario tener presente el MODO DE REFLEXIÓN filosófica empleado por Hume para llegar a descubrir tales características, así como el hacer referencia a la PROBLEMÁTICA que le plantea, concretamente, la idea de conexión necesaria. Vayamos por partes:
a) El punto de partida de la reflexión de Hume es el intento de averiguar como surge en la mente la idea de causa y efecto. Surgen a partir de las impresiones sensibles: vemos dos objetos a los que denominamos causa y efecto ( llama-calor ) e intentamos descubrir como se produce en nosotros esa idea. Pues bien, parece evidente que tal idea tiene que derivarse de la observación de algún tipo de relación entre objetos y que tal relación se ve claramente al percibir contigüidad en espacio- tiempo, así como la prioridad temporal o sucesión. En definitiva, cuando percibimos la relación entre dos objetos en donde uno actúa como causa y el otro como efecto, entonces percibimos también que la causa es siempre anterior al efecto o, lo que es lo mismo, el efecto sucede a la causa. Por otro lado, percibimos una contigüidad de espacio y tiempo entre causa y efecto. Y si alguien dijera que, por ejemplo, la luna actúa como causa del movimiento de las mareas y ahí no existe realmente contigüidad, Hume, respondería que es cierto que no siempre causa y efecto son inmediatamente contiguos, de todos modos siempre existen elementos intermedios que actúan como causas y efectos. Es criticable su idea de la negación de la acción a distancia de la causa y el efecto. De todos modos, también habría que señalar que, para Hume, la contigüidad no es una característica esencial de la causalidad ya que puede haber relaciones causales, y, sin embargo, no existir la contigüidad en el espacio y el tiempo (ejemplo de las pasiones morales).
b) Por lo tanto, Prioridad o Sucesión y Contigüidad parecen ser las impresiones que nos permiten formarnos la idea de causa y efecto. Ahora bien, Hume, siguiendo su reflexión, se pregunta: ¿nos suministran las dos relaciones señaladas una idea completa de la causalidad? Su respuesta es negativa y ello debido a lo siguiente: una objeto puede ser contiguo a otro y, sin embargo, no ser causa del otro. Del mismo modo, algo puede ser anterior o posterior a otra cosa y, sin embargo, no aparecer por ningún lado la causa o el efecto. Así, por ejemplo, dos clases pueden ser contiguas en el espacio y no ser causa una de la otra. Incluso hay fenómenos en donde ni existe la contigüidad ( reflexión moral ) y, si existe la causalidad. Por lo tanto, la contigüidad no parece ser una característica esencial a la causalidad aunque la percepción de las relaciones entre objetos como causa y efecto, me manifiesta su presencia. Del mismo modo, dos sonidos de una campana pueden suceder uno al otro y, sin embargo, no ser uno la causa del otro. Por consiguiente, la reflexión filosófica nos muestra que tampoco la prioridad temporal parece ser esencial al principio de causalidad.
Hume piensa que la reflexión sobre la idea de causalidad nos muestra como una característica, aún más esencial que las otras, la idea de conexión necesaria, es decir, la certeza absoluta de que para que haya un efecto tiene que hacer una causa; o con otras palabras: aunque las impresiones me muestren la prioridad y la contigüidad como dos características de la idea de causa y efecto, cuando reflexiono sobre ellas me encuentra que podría darse la causalidad sin que tales características están presentes. Por otro lado, reflexionando sobre la idea de causa y efecto, me encuentro que me es imposible concebir que un efecto no tenga una causa ( idea de conexión necesaria );sin embargo, cuando intento encontrar la impresión que se corresponda con tal idea, me resulta difícil señalar cual es. Estamos ante la problemática planteada por Hume acerca de la idea de conexión necesaria.
c) La irrupción en escena de la idea de conexión necesaria ,como algo esencial a la idea de causa y efecto, y, sin embargo, sin la impresión clara de donde puede derivar tal idea, le lleva a Hume a iniciar el estudio sobre tal idea. Pues bien, es dentro del análisis de la idea de conexión necesaria en donde hay que situar otra de las características de la causa y el efecto, señaladas por Hume: la CONJUNCIÓN CONSTANTE. LA conjunción constante parece acompañar también a la impresión sobre la relación de causa y efecto. Ahora bien, esta nueva característica de la causalidad la descubre Hume en su estudio de la idea de conexión necesaria: parece evidente que la conexión necesaria es esencial a la idea de causa y efecto. El problema es que no encuentro, señala Hume, la impresión de donde procede. Cuando intento averiguar tal impresión tengo que mirar no solamente al presente, sino también al pasado y al futuro. Si miro al pasado, descubro el recuerdo de las impresiones pasadas en donde el objeto-causa siempre producía el mismo efecto. Pues bien, ello me permite descubrir la conjunción constante como otra de las características de la causalidad. Ahora bien, ¿hemos avanzado algo en el estudio del origen de la idea de conexión necesaria?
d) La respuesta de Hume sigue siendo negativa: la relación de conjunción constante, recién descubierta, no nos hace avanzar en nuestro camino .... ya que aunque repitamos hasta el infinito, nunca averigüarémos por la mera repetición de una nueva impresión pasada una nueva idea original, como es la de la conexión necesaria. Sigue, por tanto, planteada la cuestión del principio: ¿de qué impresión deriva nuestra idea de la conexión necesaria en el principio de causalidad?
EFECTO DOPPER
El efecto Doppler, válido para todas las ondas, fue descubierto por el físico austríaco Christian Doppler (1803-53). Es especialmente en el sonido donde más se deja notar el efecto. Para comprenderlo imaginemos un tren o un coche, cuando se nos aproxima el vehículo el sonido se nos hace más agudo que cuando se aleja de nosotros. Esto es debido a las oscilaciones de presión existentes entre el objeto y la persona, éstas aumentan cuando se acerca el objeto, y disminuyen cuando se aleja.
En astronomía, el efecto Doppler cobra una gran importancia, ya que nos permite calcular la distancia de las galaxias y otros objetos. La velocidad de movimiento de un objeto celeste se puede hallar dependiendo del desplazamiento al rojo (si se aleja el objeto) o al violeta (si se acerca) de las líneas negras del espectro.
Edwin Hubble estudió varias galaxias y llegó a la conclusión de que la velocidad a la que se aleja una galaxia era proporcional a su distancia (ver abajo), con lo que dedujo que el universo se expandía.
Velocidad = H x distancia ; donde H es la constante de Hubble, que según la mayoría de los científicos podría situarse en 56 km. x segundo x megaparsec (1 megaparsec equivale a 3,26 millones de años luz).
COMO SE FORMÓ LA TIERRA
En su origen, la Tierra era simplemente una masa incandescente como el Sol, pero con el correr del tiempo su exterior se fue solidificando poco a poco, hasta dar lugar a la corteza terrestre tal como la conocemos hoy: el suelo sobre el que estás parado. En el proceso de formación de la Tierra, los volcanes jugaron un papel central, y con sus erupciones hacían que las masas de lava aumentaran el espesor de la corteza, al tiempo que generaban muchísimos gases.
Estos gases se depositaron alrededor de la corteza terrestre y dieron forma a lo que se conoce como Atmósfera I. Esta atmósfera dista mucho de ser la que conocemos hoy, pero junto a los impactos de meteoritos que llegaron desde el espacio exterior permitieron la formación de agua en estado líquido. Con el paso del tiempo, evolucionó hasta conformar la atmósfera actual. Esta permitió la formación de vida, y aún hoy nos protege de impactos de meteoritos, los vientos solares y nos permite conservar la temperatura y características climáticas de nuestro planeta.
IRREVESIBILIDAD
El origen de la irreversibilidad
Ludwig Boltzmann nació el 20 de febrero de 1844 en Viena y dedicó su vida a formular los fundamentos microscópicos de la termodinámica. Boltzmann logró mostrar que una cierta función de las propiedades microscópicas de un sistema físico, que él llamó H, adquiere un valor extremo en el estado de equilibrio termodinámico. La inversa de esta función fue identificada con la entropía termodinámica, que es máxima en el equilibrio. Boltzmann afirmó que la razón por la cual la entropía crece en sistemas fuera del equilibrio no está en las ecuaciones sino en las condiciones iniciales de esas ecuaciones. Boltzmann fue el primero en formular claramente lo que hoy se conoce como Hipótesis del Pasado: "La fase actual del universo tuvo su origen en un estado de muy baja entropía, esto es, de gran orden". (Fig.2)
Boltzmann pensó que ese estado de orden era el fruto de una mera fluctuación estadística de los valores medios de la entropía. Hoy sabemos, sin embargo, que la probabilidad de una fluctuación tan grande como para dar lugar a todo el universo observable es prácticamente cero. De hecho, es inmensamente más probable que Ud., el lector, haya aparecido como una mera fluctuación de un "caldo" de partículas en equilibrio un instante atrás con todos sus recuerdos ya formados en su cerebro, que el universo lo haya hecho hace miles de millones de años y haya evolucionado hasta arrojar el mismo resultado.
Sea lo que haya pasado hace unos 13700 millones de años, cuando la fase de expansión actual del universo se originó, debe haber sido algo tal que la entropía global era muy, muy baja. Esto plantea un problema, ya que observaciones del universo primitivo muestran que en éste la materia y la radiación estaban en un estado de casi perfecto equilibrio, esto es, de máxima entropía. En efecto, las medidas de la distribución de la radiación cósmica de fondo realizadas por satélites como COBE, WMAP, y Planck, revelan el espectro de cuerpo negro más perfecto jamás detectado, claramente señalando un estado de equilibrio. En el equilibro la entropía es máxima. ¿Cómo puede ser entonces esto compatible con la Hipótesis del Pasado?
Roger Penrose, un físico-matemático de Oxford, ha propuesto una solución a esta aparente paradoja. El orden y la baja entropía en el universo temprano, señala Penrose, están asociados no a la materia y la radiación, sino al campo gravitacional. El estado natural de equilibrio del campo gravitacional es el colapso total. La gravedad es una fuerza atractiva; cuanto más compactos sean los sistemas gravitantes, más cerca del equilibrio estará el campo gravitacional. El estado de máximo equilibrio es lo que llamamos un agujero negro, un objeto completamente colapsado bajo su propio peso, hasta el punto que en su hundimiento ha arrastrado al propio espacio-tiempo. Pues bien, al comienzo del universo, o al menos de su fase actual, no había agujeros negros. No había estructura alguna. La materia y la radiación estaban homogéneamente distribuidas, en equilibrio entre ellas, pero muy lejos del equilibrio gravitacional. Con el paso del tiempo, pequeñas in-homogeneidades de origen cuántico fueron creciendo, dando lugar a estructuras más complejas, primero a estrellas gigantes llamadas estrellas de población III, y luego a galaxias, agujeros negros, más estrellas, planetas, Ud., y yo. Todo a costa de la baja entropía inicial del campo gravitacional. (Fig.4)
La irreversibilidad, según esta visión, tuvo su origen en la inusual situación del campo gravitacional hace casi 14000 millones de años. ¿Por qué el campo gravitacional fue tan homogéneo, tan desprovisto de estructura, en esa época? El responder esta pregunta es, quizás, el mayor desafío de la cosmología. Como el universo en esa época tenía el tamaño de una partícula sub-atómica, es de esperar que los efectos cuánticos en la gravedad hayan sido importantes. Nadie, por desgracia, ha podido construir aún una teoría cuántica de la gravedad que sea satisfactoria. Al menos, sabemos que debe predecir dicha teoría para el comienzo del universo: un estado de muy baja entropía.
LA HISTORIA DE LA VIDA NO TIENE CICLOS APARENTES
De acuerdo a las teorías de la evolución, la vida no tiende a repetir patrones (por ejemplo, los dinosaurios no aparecieron dos veces en el ciclo de la vida, de acuerdo a los restos encontrados, ya que aparecieron en una sola época.
Por otra parte, los cambios del planeta (entiéndase como glaciaciones, o cambios en la deriva continental, hizo que, la vida vaya adaptándose a los diferentes entornos con los cuales tenía que convivir, porque sino, tendía a desaparecer.
La adaptación hace que, la vida, no tenga ciclos aparentes, ya que una forma de vida que se extinguió, no pudo volver a renacer, porque todo su acerbo biológico, su ADN y todo lo que ésta vida tenía, desapareció con ella.
