Mirando el pasado

El mundo se nos aparece instantáneamente. La experiencia cotidiana sugiere que estamos sincronizados con lo que ocurre, que vemos las cosas en el momento mismo en que son. Horacio, hace más de dos mil años, nos invitó a apropiarnos de esa sensación: carpe diem. Aprovechar el presente antes de que se disuelva. Pero Horacio estaba equivocado porque hay una grieta casi imperceptible entre el mundo y su aparición ante nosotros. Y esa grieta es tiempo.

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En 1620 (anteayer para la historia del conocimiento humano), uno de los padres de la filosofía moderna, Francis Bacon, todavía se planteaba una “duda maravillosa”: si “la imagen del cielo y las estrellas” la recibimos en el momento en que ellas existen de cierta manera, o “un poco después”. Es decir, se preguntaba si la velocidad de la luz es o no infinita. Y respondía que, si el proceso por el cual vemos la luz de las estrellas tomara tiempo, deberíamos poder percibir “interrupciones” de estas imágenes por obstáculos como las nubes.

Es, según tuvo que comentar diplomáticamente un historiador de la ciencia, un ejemplo de la “confusión” en la que puede verse sumida “una mente de primer nivel”: claro que nuestra visión de las estrellas se ve a veces interrumpida por las nubes, pero eso no tiene nada que ver con el hecho de que a los rayos de luz, interrumpidos o no, llegar hasta este planeta les tomó tiempo. René Descartes, el otro padre de la filosofía moderna (que es moderna también como familia y no tiene problema en hacer convivir a dos papás) nos da más claramente la pauta de lo que les hacía tan complicado, allá por el siglo XVII, concebir esas demoras: lo difícil que es hacerse una idea de lo rápido que se mueve realmente la luz.

Descartes creía que la velocidad de la luz era infinita, que se presentaba “instantáneamente” en cada lugar, y su argumento era que, de no ser así, tendríamos que poder medir una diferencia de tiempo entre, por ejemplo, el momento en que efectivamente comienza un eclipse lunar y el momento en que vemos la sombra de la Tierra proyectada sobre el satélite. La estimación contra la cual discutía era que a la luz que viene del Sol, una vez que pasa por la Tierra, podría tomarle una hora llegar a la Luna y, si fuera así, tendría que pasar una hora desde el momento real del eclipse para que la Luna llegara a oscurecerse, y otra hora más para que llegáramos, desde la Tierra, a ver esa imagen de la Luna a oscuras.

Dado que ese desfasaje temporal enorme entre el eclipse y nuestra percepción de él no existe, continuaba, entonces la velocidad de la luz es infinita. Y el francés ni siquiera era original en su planteo. Ya alrededor del 350 a.C., Aristóteles le había cuestionado a Empédocles la idea de que la luz pudiera desplazarse porque si hiciera algo así, reflexionaba, ¡tendríamos que poder ver ese movimiento!

Hoy sabemos (“con el diario del lunes somos todos fenómenos”, diría el filósofo Marcelo Gallardo) que para que la intuición de Bacon sea cierta y mirar las estrellas sea mirar el pasado, hacen falta dos condiciones. Por un lado, la velocidad de la luz tiene que ser finita. Si fuera infinita, el universo sería estrictamente simultáneo para nosotros. Pero, por el otro, esa velocidad finita debe ser muy, muy, muy grande, tanto como para que, en la vida diaria podamos confundirla con una velocidad infinita. Y esa doble condición no era en absoluto evidente hace unos siglos.

La ironía es que, durante algún tiempo, quienes desde la vereda de enfrente de Descartes apostaban a que la luz tuviera una velocidad finita cometían el mismo error que quienes la declaraban infinita: unos y otros pensaban que, de ser finita, debía ser tan pequeña como para poder ver el desplazamiento de los rayos de luz, “desde Oriente a Occidente” en palabras de Aristóteles, o al menos poder medirse con cierta facilidad, con instrumentos como los disponibles en el siglo XVII. Galileo, por ejemplo, intentó poner a prueba esa hipótesis.

Para eso propuso un experimento ingenuamente sencillo: medir la diferencia en el tiempo que le tomaba a alguien reaccionar ante una luz que le mostraran desde cerca y desde algunos kilómetros. Si, pensaba Galileo, la luz tiene una velocidad finita, entonces el observador debería notar una mayor demora al estar lejos. El experimento, se imaginarán, fracasó miserablemente.

El error compartido entre personajes de veredas opuestas como Descartes y Galileo consistía en no imaginar la tercera posibilidad: que la velocidad fuera finita y, al mismo tiempo, tan extraordinariamente alta que quedara fuera del alcance experimental de su época. Afortunadamente, llegó Ole Rømer.

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La memoria colectiva es ingrata y probablemente no registra como debería a Clair Patterson, el geoquímico que en un mismo esfuerzo se ocupó de establecer la edad de la Tierra y de enfrentar a las compañías petroleras que saturaban el planeta con plomo. También suele ser ingrata con la ingeniera de software, Margaret Hamilton, cuya programación de tarjetas perforadas permitió en 1969 que una lata llamada Apolo 11 llegara a la Luna. Y así con varios casos más. No recordar a Rømer es una injusticia al nivel de estas dos.

Cuando Galileo propuso usar, para sincronizar relojes, los momentos en que las lunas de Júpiter se ocultaban de nuestra mirada, eclipsadas por su planeta, pero estos fenómenos no ocurrían con los intervalos regulares esperables, este astrónomo danés trajo respuestas que lo cambiaron todo. Advertido del Principio Muñeco Gallardo, y sin esperar al diario del lunes (mejor dicho, en este caso, del martes), predijo en septiembre de 1676 que el eclipse previsto para las 5:25:45 del lunes 9 de noviembre iba a ocurrir diez minutos más tarde. El Observatoire Royal de París, efectivamente, lo registró a las 5:35:45. ¿Acaso era brujería? ¿Qué sabía Rømer que nadie más en el mundo conocía?

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Durante años se había intentado ajustar las tablas de movimiento de Ío como si el problema fuera que el satélite alterara su período orbital. Rømer invirtió la perspectiva y sugirió que el período de Ío no estaba cambiando. Lo que cambiaba era la distancia entre nosotros y el sistema Júpiter-Ío.  Las irregularidades no se debían a la pobre lunita, sino a nuestra propia posición cambiante mientras la observamos en su movimiento. Rømer halló lo que Galileo había buscado sin éxito y lo que Descartes, a la inversa, no quería hallar: la velocidad a la que se desplaza la luz.

La clave para entender la propuesta de Rømer es recordar que la Tierra no está quieta. Mientras Ío orbita a Júpiter, la Tierra se desplaza alrededor del Sol. Imaginemos dos situaciones.

En una primera observación, digamos en octubre, vemos a Ío reaparecer detrás de Júpiter en un punto D (así figura en el esquema del artículo de Rømer y hay que respetar los rangos) cuando la Tierra está en cierto punto de su órbita. Durante las 42 ½ horas siguientes, Ío completa una vuelta alrededor de Jupiter y deberíamos verla reaparecer en D… si no fuera porque, en ese lapso, nos hemos trasladado, junto con la Tierra, a otra posición en la órbita alrededor del Sol, más lejos de Júpiter. Así, la luz que anuncia la reaparición de Ío tiene ahora más distancia que recorrer, eso lleva más tiempo y el período nos parece más largo.

En una segunda observación, digamos en abril, la geometría se invierte: entre la primera y la segunda aparición de Ío en D nuestro planeta se va acercando al sistema Ío-Júpiter, es decir, va “hacia la luz” proveniente de Júpiter, y por lo tanto se acortan la distancia y el tiempo que ella necesita recorrer para mostrarnos nuevamente al satélite tras el eclipse. En este caso, el período orbital de Ío parece más corto que antes, sin serlo.

En ninguno de los casos cambió el movimiento de Ío. Cambió la distancia que debía recorrer la luz y, por lo tanto, el tiempo de viaje. Esa diferencia permitió a Rømer formular la hipótesis decisiva: la luz no llega instantáneamente, no tiene una velocidad infinita. Tarda tiempo, y podemos calcular cuánto. No era brujería nomás.

Rømer estimó la velocidad de la luz en al menos 135 mil kilómetros por segundo. Hoy sabemos que es aún mayor (en un segundo, la luz recorre casi 300 mil kilómetros), pero la estimación estaba en el orden de magnitud correcto, y era suficiente para percatarse de por qué esa luz cuya velocidad era finita, y siempre lo había sido, no había permitido corroborar las intuiciones de Galileo ni refutar las de Descartes.

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Mirar el mundo, entonces, es mirar el pasado: no estás leyendo esta página como es actualmente, sino como fue hace una fracción de segundo. Y a más distancia, más tiempo. La luz que nos llega de Earendel, un objeto astronómico del que se discute si es una estrella individual o un cúmulo de estrellas, empezó a viajar hace 12.900 millones de años; si es una estrella, tiene que haberse extinguido después de unos pocos millones de años. La vemos, pero “ya” no está “ahí”. Su duración fue mucho menor que el tiempo que le tomó a su luz ser captada por el Hubble, en 2022.

Y el fenómeno funciona en las dos direcciones. Si en este momento algún ser en un planeta situado a 66 millones de años luz, equipado con un telescopio lo suficientemente potente, orientara su instrumento hacia la Tierra, no vería nuestras ciudades iluminadas ni satélites en órbita. Vería el Cretácico tardío.

Existe una muy melancólica entrada de Wikipedia llamada “Lost television broadcast”: emisiones que, por haber sido de programas en vivo, nunca fueron grabadas, o que fueron grabadas, pero luego eliminadas. Están perdidas para siempre, y solamente tenemos sus títulos o algunas breves descripciones. Esos programas fueron concebidos como efímeros: nadie esperaba que sobrevivieran. Y, sin embargo, las ondas de radio con las que fueron transmitidos se alejan de nosotros a la velocidad de la luz, en el espacio exterior.

Sin duda, sería una sintonía fina demasiado improbable (y una antena demasiado grande) la que permitiría que extraterrestres, en algún rincón remoto del universo, estén viendo una comedia olvidada de los años sesenta o un noticiero en blanco y negro. Pero siempre podemos imaginar que, igual que nosotros cuando miramos a la largamente extinta Earendel, la mirada de nuestros vecinos fuera de la Tierra le puede dar a nuestro pasado, a este pasado pequeño, trivial, una segunda vida.