Explorando la Ciencia: Desde el Átomo al Big Bang

¿Qué es Ciencia?

La ciencia es el conocimiento que produce leyes generales a partir de la observación y la realización de experimentos que pueden reproducirse con total exactitud en cualquier momento y lugar, y que pueden utilizarse para predecir acontecimientos. Estas leyes generales no son productos de usos culturales o ideologías, sino resultado de la experimentación.

La ciencia aborda desde el estudio de lo muy pequeño a lo muy grande y, por ello, se subdivide en distintas disciplinas: la física y la química. La física estudia lo más pequeño: el átomo y su comportamiento, sus partículas subatómicas y las fuerzas a las que están sometidas. La química aborda cómo esos átomos se unen para formar moléculas.

Algunas moléculas químicas son lo suficientemente complejas como para formar vida, de cuya existencia solo tenemos constancia, de momento, en la Tierra, y de su estudio se encarga la Biología. Cuando la física y la química se aplican al comportamiento y creación de un planeta determinado, básicamente lo que sucedió en la Tierra, entra en juego la Geología.

Método Científico

• Observación: Atenta al fenómeno que se ha de estudiar. Conviene describir los aspectos más relevantes y anotar con precisión las circunstancias que acompañen al fenómeno. Si mejoran la metodología y los instrumentos, mejora todo el proceso del método científico.
• Formulación de la hipótesis: Para tratar de explicar el fenómeno examinado e interpretar los hechos observados. Las hipótesis son verdades provisionales.
• Experimentación: Para comprobar si son ciertas las hipótesis propuestas, los experimentos se diseñan de forma que puedan ser reproducidos en cualquier lugar y momento. Se realizan en laboratorios y se analizan directamente en la naturaleza. Puede validarse la hipótesis o quedar descartada, o dar lugar a la formulación de nuevas hipótesis. Por ello, son necesarios nuevos instrumentos de experimentación.
• Análisis de los resultados experimentales: A partir de los datos empíricos se elaboran tablas numéricas, representaciones gráficas, etc., que permiten la formulación de leyes a partir de la deducción de ecuaciones matemáticas que relacionan distintos factores que intervienen en el fenómeno.
• Elaboración de conclusiones finales: Teorías que engloben las leyes empíricas. No se limita a la extrapolación de los datos experimentales, también trabajo teórico. De este modo, la ciencia consigue responder al porqué de las cosas.

Ejemplos

• Física: El calentamiento global produce un aumento de las temperaturas del planeta.
• Química: Aumenta la concentración de sustancias como el dióxido de carbono o el metano en la atmósfera, lo que afecta a las reacciones químicas que configuran su comportamiento.
• Legal: Es preciso instruir leyes y aprobar tratados que posibiliten eliminar estos productos de la industria, así como sancionar a países que no cumplan dichos tratados.

El Big Bang

La teoría del Big Bang nos habla de lo que ocurrió inmediatamente después de la gran explosión, que ni fue grande ni fue realmente una explosión. Al principio, el universo estaba lleno de energía con una densidad y temperatura inimaginables. Más tarde, se produjo una expansión acelerada y, a continuación, la temperatura descendió permitiendo la aparición de las partículas elementales. Transcurridos 300,000 años, dichas partículas se unieron formando los primeros átomos. Con el paso del tiempo, algunas regiones ligeramente más densas de materia, debido a la atracción gravitatoria, fueron compactándose.

La primera prueba que confirma la teoría del Big Bang la aportó el astrónomo Vesto Slipher al analizar el espectro luminoso. En virtud del efecto Doppler, si una galaxia se acercara hacia nosotros la veríamos de color azul, mientras que si se alejara la veríamos de color rojo.

La segunda y definitiva prueba fue la de los radioastrónomos Arno Penzias y Robert Wilson, que trataron de usar una antena de comunicación, pero les molestaba un ruido que confirmaba la idea de George Gamow.