Ciencia y Creacionismo. Parte 02. El Origen del Universo, la Tierra y la Vida

El término “Evolución” usualmente se refiere a la evolución biológica de los seres vivos. Pero el proceso por el cual los planetas, estrellas, galaxias y el Universo se formaron y cambiaron a través del tiempo es también un tipo de evolución. En todos esos casos, el proceso involucrado es un poco diferente.

A finales de la década de 1920, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble realizó un interesante e importante descubrimiento. El hizo observaciones que interpretó como las estrellas distantes y las galaxias se alejaban de la Tierra en todas direcciones. Aún más, la velocidad se incrementaba en proporción directa con la distancia, un descubrimiento confirmado por numerosos análisis realizados desde la época de Hubble. La explicación de estos hallazgos es que el Universo se está expandiendo.

La hipótesis de Hubble de un Universo en expansión llevó a ciertas deducciones. Una fue que el Universo estuvo más condensado con anterioridad. De esta deducción, vino la sugerencia de que toda la energía y materia observada en la actualidad estuvo inicialmente condensada en una masa muy pequeña e infinitamente caliente. Una gigantesca explosión, conocida como “Big Bang”, envió entonces materia y energía en todas direcciones.

Esta hipótesis, guió entonces a más deducciones comprobables. Una fue que en el espacio profundo la temperatura debería estar varios grados por encima del cero absoluto. Diversas observaciones demostraron que esta deducción era correcta. De hecho, el satélite COBE (Cosmic Microwave Background Explorer), lanzado en 1991 confirmó que la radiación de fondo cósmico tiene exactamente el espectro predicho por un origen del Universo hecho por un Big Bang.

Conforme el Universo se expande, de acuerdo con el entendimiento científico actual, la materia ‘recolectada’ en las nubes comienza a condensarse y a rotar, formando los precursores de las galaxias. En el interior de las galaxias, incluyendo nuestra Vía Láctea, los cambios en la presión ocasionan que el gas y el polvo formen distintas nubes. En algunas de ellas, donde se tiene la masa suficiente y las fuerzas adecuadas, la atracción gravitacional causa que la nube se colapse. Si la cantidad de masa se comprime lo suficiente, inician reacciones nucleares y nace una estrella.

Algunas estrellas, como nuestro Sol, se forman en el centro de un disco ‘plano’ giratorio de material. En el caso específico de nuestro sol, el gas y el polvo del interior colisionaron y se agregaron en pequeños granos, los cuales se fueron acumulando y formaron cuerpos más grandes llamados “Planetesimales” (Planetas muy pequeños), algunos de los cuales alcanzan diámetros de varios cientos de kilómetros. En etapas posteriores, estos planetesimales formaron los ocho planetas y los diversos satélites. Los planetas rocosos, como la Tierra, quedaron cerca del Sol, y los gaseosos, en órbitas más distantes.

Las edades del Universo, nuestra galaxia, el Sistema Solar y la Tierra, pueden estimarse utilizando métodos científicos modernos. La edad del Universo puede obtenerse de las relaciones observadas entre las velocidades y las distancias que separan a las galaxias. Las velocidades de las galaxias distantes pueden medirse con gran precisión, pero, la medida de las distancias es más incierta. En las últimas décadas, las mediciones de la expansión de Hubble, nos han proporcionado edades estimadas entre los 7 y 20 mil millones de años, aunque las más recientes, han reducido el rango a 10-15 mil millones de años.

La edad de la Vía Láctea ha sido calculada de dos maneras. Una involucra el estudio de las etapas observadas de evolución de las estrellas de diferentes tamaños en los cúmulos globulares. Estos Cúmulos se producen en un tenue halo que rodea el centro de la galaxia, y con cada grupo conteniendo entre cientos de miles a millones de estrellas. La poca cantidad de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio en estas estrellas, indica que debieron formarse en etapas tempranas en la historia de la galaxia, antes de que las grandes cantidades de elementos pesados fueran creadas en el interior de las primeras generaciones de estrellas y después de que fueran distribuidos en el medio interestelar a través de explosiones de supernovas (De hecho, el Big Bang creó los átomos de hidrógeno y helio primarios). Las edades estimadas de las estrellas en los cúmulos globulares están el rango de los 11 a 16 mil millones de años.

Un segundo método está basado en la abundancia presente de varios elementos radioactivos de larga vida en el Sistema Solar. Su abundancia es establecida por su rango de producción y distribución a través de las explosiones de supernovas. De acuerdo con estos cálculos, la edad de nuestra galaxia oscila entre los 9 y 16 mil millones de años. En consecuencia, ambos métodos para estimar la edad de la Vía Láctea concuerdan el uno con el otro, y son consistentes con las estimaciones independientes obtenidas para la edad del Universo.

Los elementos radioactivos que se encuentran de forma natural en las rocas y minerales también proporcionan una forma de estimar la edad del Sistema Solar y de la Tierra. Varios de estos elementos decaen con vidas medias de 700 millones de años y otros hasta de 100 mil millones de años (La vida media de un elemento es la mitad del tiempo que le toma a un elemento decaer radioactivamente en otro). Utilizando estos cronometradores, se ha calculado que los meteoritos, los cuales son fragmentos de asteroides, se formaron entre 4.53 y 4.58 mil millones de años (Los asteroides son pequeños planetoides que orbitan alrededor del Sol y son remanentes de la nebulosa solar que dio lugar al Sol y los Planetas). Los mismos cronometradores radioactivos aplicados a las tres muestras lunares más antiguas traídas a la Tierra por los astronautas de las misiones Apollo manifiestan edades entre 4.4 y 4.5 mil millones de años, proporcionando estimados mínimos para el tiempo de formación de la Luna.

Las rocas terrestres más antiguas conocidas se encuentran en el noroeste de Canadá (3.96 mil millones de años), pero rocas muy bien estudiadas con antigüedad similar se encuentran también en otras partes del mundo. En Western Australia, cristales de circonio encerrados en rocas más jóvenes tienen edades de 4.3 mil millones de años, haciendo que esos cristales sean los materiales más viejos encontrados hasta hoy en la Tierra.

Las mejores estimaciones de la edad de la Tierra se obtienen calculando el tiempo requerido para el desarrollo de los átomos de plomo observado en los minerales de plomo más antiguos de la Tierra. Estas estimaciones arrojan una edad de 4.54 mil millones de años como la edad de la Tierra y de los meteoritos y por consiguiente del Sistema Solar.

El origen de la vida no puede datarse con precisión, pero hay evidencia de que organismos similares a las bacterias vivieron en nuestro planeta hace 3.5 mil millones de años y podrían haber existido con anterioridad, cuando se formó la corteza sólida, hace casi 4 mil millones de años. Estos organismos primarios deben haber sido más simples de los que existen en la actualidad. Además, antes de que estos organismos primarios existieran estructuras que si bien, no podríamos denominar como ‘vivas’ si contenían los componentes de los seres vivos. Hoy, estos organismos vivientes almacenan y transmiten información a través de la herencia utilizando dos tipos de moléculas, el ADN y el ARN. Cada una de esas moléculas está compuesta a su vez de cuatro tipos de subunidades conocidas como nucleótidos. Las secuencias de nucleótidos de una longitud particular en el ADN o el ARN, son conocidos como genes, dirigen la construcción de unas moléculas conocidas como proteínas, las cuales se encargan de catalizar reacciones bioquímicas, proporcionar componentes estructurales para los organismos, y desempeñar muchas otras funciones de las cuales depende la vida. Las proteínas consisten de una cadena de subunidades conocidas como aminoácidos. La secuencia de nucleótidos en el AND y el ARN por tanto determina la secuencia de aminoácidos en las proteínas; este es el mecanismo central en toda la biología.

Experimentos realizados bajo condiciones similares a aquellas que se tenían en la Tierra primitiva han resultado en la producción de algunos de los compuestos químicos de las proteínas, AND y ARN. Algunas de esas moléculas también han sido detectadas en meteoritos del espacio exterior e interestelar por astrónomos, utilizando radiotelescopios. Los científicos han concluido que la ‘construcción de bloques de vida’ podría haber estado disponible desde los comienzos de las historia de la Tierra.

Una nueva e importante vía de investigación se ha abierto con el descubrimiento de ciertas moléculas hechas de ARN, llamadas ribosomas, que pueden actuar como catalizador en células modernas. Se pensaba que solo las proteínas podían servir como el catalizador requerido para llevar a cabo funciones bioquímicas específicas. Por lo tanto, en el mundo prebiótico primario, las moléculas de ARN podrían haberse ‘autocatalizado’, esto es, que podrían haberse replicado por sí mismas antes de que hubiera catalizadores de proteínas (Llamados enzimas).

Los experimentos en laboratorios demostraron que las moléculas de ARN autocatalíticas replicantes se sometieron a cambios espontáneos y que las variantes de las moléculas de ARN con la mayor actividad autocatalítica llegando a prevalecer en sus entornos. Algunos científicos están a favor de la hipótesis de que hubo un “Mundo ARN” primario, y están evaluando modelos que vayan del ARN a la síntesis de un ADN simple y moléculas de proteínas. Estos ensambles de moléculas eventualmente podrían haber sido empacados en membranas, lo cual formaría las ‘protocélulas’ (Versiones primitivas de células muy simples).

Para aquellos que estudian el origen de la vida, la cuestión ya no es si la vida podría haberse originado por procesos químicos que involucren elementos no biológicos. La cuestión actual es cuales de los muchos caminos podrían haber sido seguidos para producir las primeras células.

¿Seremos capaces de identificar el camino de la evolución química que tuvo como efecto el iniciar la vida en la Tierra? Los científicos especializados están diseñando experimentos y especulando acerca de cómo la Tierra primitiva pudo haber proporcionado un sitio acogedor para la generación de moléculas en unidades que podrían haber formado parte de los primeros sistemas vivientes. La especulación reciente incluye la posibilidad de que las primeras células se habrían presentado en Marte, germinando en la Tierra vía la cantidad de meteoritos que se sabe viajaron de Marte hacia nuestro planeta.

De acuerdo, aún si una célula viva fue hecha en el laboratorio, no prueba que la naturaleza siguió el mismo trayecto hace miles de millones de años. Pero es el trabajo de la ciencia proporcionar explicaciones naturales y verosímiles para los fenómenos naturales. El estudio del origen de la vida es un área de investigación muy activa en la cual se realizan progresos importantes, aunque el consenso entre los científicos es que ninguna de las hipótesis actuales ha sido confirmada hasta el momento. La historia de la ciencia muestra que los problemas aparentemente insolubles, pueden llegar a ser susceptibles a la solución posteriormente, como resultado de los avances en la teoría, la instrumentación o el descubrimiento de nuevos hechos.

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