Apuntes científicos desde el MIT

Esta semana parece que todo conduce a plantear la relación entre Ciencia y Dios.
Ayer leí el artículo de Mónica Salomone sobre neurociencia y creencias religiosas. Buenísimo, sin matices. A los pocos minutos de leerlo, mi amiga Reini me lo adjuntó en un mail aconsejándome que lo tratara en el blog. Luego Federico lo comentó en un post antiguo , y por la tarde recibí un mensaje anónimo a través del “contacto” recomendándome también abordar el tema.
Es un asunto que me incomoda un poco y del que ya se ha hablado largo y tendido. Pero reconozco que en un blog de ciencia donde se aspire a generar ciertos momentos de reflexión, tarde o temprano debíamos abrir un espacio dedicado al encuentro o desencuentro entre ciencia y divinidad.
Por si fuera poco, el martes visité a Owen Gingerich , reconocidísimo historiador de la astronomía y autor del libro “El Universo de Dios ”. Gingerich es uno de los científicos que más abiertamente defienden la compatibilidad absoluta entre ciencia y creencia religiosa, y la existencia de un Dios diseñador como explicación a la complejidad del Universo (nada que ver con la teoría del Diseño Inteligente).
Ya se… he mencionado dos aspectos del debate muy diferentes cualitativamente. La postura de Gingerich representa el intento de encajar la existencia de un Dios “real y creador” con los principios científicos. Y el artículo de Salomone plantea si, independientemente de si existe o no, la selección natural nos ha predispuesto a creer en Dios hasta el punto de poder localizarlo en el cerebro, y por tanto ser sujeto de estudio científico.
A estas alturas de post, seguro que ya tenéis comentarios. Escribidlos antes de que se enfríen. Yo a continuación me limitaré a contextualizar algunas preguntas que me gustaría formaran parte del debate.

¿Es compatible una mentalidad científica con la creencia en un Dios sobrenatural?
No me refiero a las personas que trabajan como científicos. Ni a los que hayan estudiado una licenciatura de ciencias. Sino a aquellos cuya forma de interpretar el mundo se basa en los principios básicos de la ciencia. ¿son agua y aceite? Como decía Stephen Jay Gould , ¿o pueden coexistir en un mismo individuo simultáneamente?
En EEUU (un país muy religioso y muy científico a la vez), este debate es una locura. La foto de la izquierda la tomé hace un año (disculpad la calidad), durante mis primeros días en Washington DC. Me dejó perplejo ver que en una librería corriente, en el apartado “Nuevas Tendencias en Ciencia”, había tal cantidad de libros dedicados a este asunto. Todavía continúa igual.
Entre los que se esfuerzan en fusionar ciencia y religión, en un extremo se puede encontrar la postura sencilla y conciliadora de Gingerich, difícil de rebatir científicamente: El universo, sus leyes, y las constantes de la física están tan bien afinadas que no pueden ser fruto del azar. Para él es mucho más coherente pensar que algo lo ha diseñado. De aquí a milagros, ascensiones a los cielos, o saltarse la teoría de la evolución… nada de nada. (obviamente estoy simplificando)
En el otro extremo me encontré un libro que me horrorizó, escrito por el “gran” físico Frank Tipler. En “The Physics of Christianity”, Tipler busca explicaciones científicas a la resurrección, a que una persona virgen pueda engendrar a un hijo varón… Según dice la contraportada de su libro, las creencias esenciales del cristianismo son consistentes (de forma literal) con las leyes de la física. Lo poco que leí del libro, me pareció que de ciencia sólo tenía léxico. Era dogmatismo disfrazado de investigación.
En el otro bando de la batalla se encuentra el crítico y criticado por pretensioso “God Desilusion” de Richard Dawkins , o el bestseller “Why God is no Great ” (porqué Dios no es maravilloso) del periodista Christopher Hitchens. Estos trabajos representan una lucha activa contra la religión que generaría una nueva pregunta: ¿Debe un científico -o quien sea- entrometerse en las creencias religiosas, y promulgar el ateísmo en busca de un mundo mejor?
Disculpad, he desviado del tema. Retomémoslo en el punto acerca de la búsqueda neurocientífica de Dios tratada en el artículo de Salomone , que es quizás más interesante.

¿Es Dios una lacra de nuestro pasado evolutivo?
Más allá de si Dios existe o no, y si las leyes de la física pueden acomodarlo, se asume que la evolución ha tenido motivos suficientes para seleccionar a los individuos o grupos sociales con predisposición a creer en él. Y si esto es así, alguna “marca” en el cerebro habrá quedado. Esto es lo que buscan los neuroteólogos.
Uno de los estudios más famosos fue el de Michael Persinger, que cuando estimuló partes del lóbulo temporal izquierdo de su cerebro, dijo notar una sensación de misticismo y experimentar a Dios por primera vez en su vida. En el capítulo 9 de su libro “Fantasmas en el Cerebro”, el genial V.S Ramachandran explica casos de pacientes con ataques epilépticos localizados en esa misma zona, que sufren experiencias espirituales extremadamente intensas. Algunos creen que allí estaría el “módulo de Dios” en el cerebro.
Otros estudios que tuvieron mucha repercusión fueron los realizados por Andrew Newberg utilizando imágenes de Resonancia Magnética Funcional (fMRI) para analizar los cerebros de monjes budistas Tibetanos y monjas franciscanas mientras rezaban. En su libro “Why God Won’t Go Away", explica su búsqueda de la localización en el cerebro de las experiencias místicas, y el circuito cerebral de la espiritualidad.
No se moja, claro, en si esta actividad está generada internamente por el propio cerebro, o si viene causada por “algo” externo. Los resultados de esas investigaciones se interpretan de dos formas muy diferentes. Para los creyentes son una prueba de que Dios preparó el cerebro para la espiritualidad, y hay fundaciones financiando proyectos que lo demuestren. Para los escépticos, resulta obvio que Dios sólo es un beneficioso engaño ancestral de nuestro cerebro, un órgano no diseñado para buscar la verdad sino para sobrevivir.

Sólo deciros que los links y referencias citadas son parte del curso “Neurociencia y Sociedad” que he estado realizando en el departamento de STS del MIT, y que cuando hablábamos de exageraciones en el uso del fMRI y los intentos de neuroanalizar cualquier aspecto del comportamiento humano, uno de los ejemplos que habitualmente aparecía era justamente la búsqueda de Dios en el cerebro. En este sentido, y en la línea del post sobre neuroarrogancia , ayer también me enviaron este reciente artículo de la revista Wired titulado “Escáneres cerebrales y lectores de la mente? No os creáis el bombo”.

Me he extendido demasiado, y seguro que tenéis mucho que añadir. Adelante!

Si os preguntaran cuál es el diámetro de la supernova que veis en la imagen… ¿os atreveríais a dar un orden de magnitud? Por ejemplo: ¿Cuál sería su tamaño en relación a nuestro sistema solar?

La semana pasada visitamos la sala de operaciones del telescopio espacial Chandra –X Ray acompañados por su director adjunto, Claude Canizares . Hablamos de astrofísica y de la observación del espacio. En un momento determinado nos mostró la imagen de una supernova (no puedo asegurar que fuera la misma de la izquierda) y un compañero le preguntó sobre su tamaño real. “Un par de años luz de diámetro”, dijo Claude Canizares; “Nuestro sistema solar entero sería un puntito indistinguible en esta fotografía”. ¿¿¿Cómo??? Había visto multitud de imágenes de estas explosiones estelares, pero nunca había caído en que sus dimensiones eran tan espectaculares.
De golpe empecé a plantearme dudas sobre mi capacidad de comprender ciertas fotografías del Universo… ¿Los colores tenían algún significado? ¿qué veía un telescopio de Rayos X, uno óptico, y uno de infrarrojos?¿Qué imágenes eran más relevantes desde el punto de vista científico? Algunas de las que venían a mi memoria ¿eran reales o ilustraciones?… ¿Qué más me estaba perdiendo por no tener clara su interpretación?

Dos días después fui al Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics . Allí Megan Watzke me explicó algunos aspectos básicos para poder apreciar mejor la información que contienen estas fabulosas imágenes, y comentamos algunas en concreto.
Además de esto, me dio un póster muy bonito (derecha).
Este fin de semana he tenido visita. Un par de mis amigos se quedaron prendados con el póster “a mi esta es la que más me gusta…”, “qué colores más espectaculares…”, “esto parece Marte…”, pero comprobé que tenían las mismas lagunas que yo sobre el significado real de lo que estaban viendo.
Entonces pensé en escribir un post presentando algunas imágenes de las que discutimos con Megan. No con el objetivo de educar, sería pretensioso y hay otros sitios excelentes, sino simplemente como excusa para plantear algunos detalles que generalmente pasan desapercibidos.

Cassiopeia A
Esta imagen de la supernova Cassiopeia A es una composición de fotografías hechas con 3 telescopios espaciales: el Chandra (Rayos X), el Hubble (óptico), y el Spitzer (infrarrojos). Cada uno ve una cosa diferente.
El color rojizo es polvo a unos 10ºC captado por el Spitzer.
La imagen del Hubble (coloreada con tonos amarillentos) corresponde a las estrellas del fondo y a estructuras filamentosas de gases a 10.000 ºC.
Las brutales colisiones entre átomos de los gases más calientes (10 millones de grados Celsius) emiten Rayos-X que son captados por el Chandra. Están representados por los colores azul y verde.
La temperatura es clave. Cuanto más caliente está un objeto, emite una radiación a longitudes de onda más energéticas. Nuestros ojos sólo distinguen un pequeño fragmento de la luz que recibimos : la fracción visible. Por debajo están los infrarrojos, microondas… y por encima los ultraviolados, rayos-x, rayos gamma…
Con detectores específicos podemos detectar estas longitudes de onda y ver fenómenos que no percibiríamos con un telescopio óptico “convencional”. Por ejemplo, las supernovas son eventos tremendamente energéticos, que se observan muy bien con el Chandra X-Ray. En cambio la radiación infrarroja captada por el Spitzer resulta ideal para identificar regiones de gas en las que se están formando planetas y naciendo nuevas estrellas. Poder combinar las imágenes de los diferentes telescopios nos da información mucho más precisa sobre la estructura y evolución de los objetos del Universo.

Sombrero Galaxy
Esta Galaxia llamada Sombrero , situada a 28 millones de años luz de distancia, es un buen ejemplo de ello.
El color azul es gas caliente captado por el Chandra, y los quasars en el fondo.
El color verde es la imagen óptica del Hubble. En esta imagen ampliada podréis distinguir un borde de materiales en el contorno de la galaxia que bloquean la luz de las estrellas interiores. Ese material se aprecia muy bien con la imagen infrarroja del Spitzer. Superponiendo las tres imágenes los científicos pueden entender mejor la composición del Sombrero Galaxy.
Quizás os habéis percatado que aquí los astrofísicos han coloreado de verde la imagen óptica, y en la fotografía anterior el mismo color correspondía a Rayos-X. El color de las imágenes astronómicas no es completamente arbitrario, los tonos azulados siempre representan energías superiores a los verdes, y estos superiores a los rojizos. Pero no hay necesariamente una relación de color entre diferentes fotografías. El objetivo en cada caso es distinguir de la forma más clara lo que se pretende mostrar.

El centro de la Vía Láctea
Quizás no se trate de una fotografía tan espectacular, pero esta combinación de imágenes de rayos X nos muestra el centro de nuestra galaxia. Se pueden ver cientos de enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros inmersos en una niebla incandescente a muchos millones de grados centígrados. Según Megan Watzke en su momento fue muy reveladora porque permitía entender cómo la región central de nuestra galaxia afectaba a las estructura entera, y se podía observar el agujero negro supermasivo en su epicentro, 3 millones de veces más pesado que nuestro sol.

Evidencias directas de Materia Oscura
Esta imagen fue la primera gran evidencia visual de la materia oscura.
Lo que estáis observando son dos enormes agrupaciones de galaxias colisionando, el tipo de evento más energético del Universo después del Big Bang.
El color rosáceo es gas caliente detectado por el Chandra X-Ray, y representa el lugar donde se encuentra la materia “normal”. Sin embargo, los astrofísicos utilizaron otra técnica llamada “lentes gravitacionales” para detectar dónde se encontraba la mayor cantidad de materia, y vieron que no coincidía con la imagen del Chandra. El color azulado representa la materia oscura.
La idea básica de las lentes gravitacionales es la siguiente: Los científicos miran las estrellas situadas en el fondo de la imagen (con el Hubble; colores amarillo y anaranjado). En principio ellos saben su posición “teórica” exacta. Si ven que están en otro sitio de lo esperado, es que hay “algo” en medio que ha distorsionado la luz que nos llega de ellos. Si este “algo” es invisible, es decir, no lo detectamos de ninguna forma, es que se trata de materia oscura.

Los Pilares de la Creación
Al ver la siguiente imagen uno de mis amigos me dijo: “esta me suena, pero es un dibujo, no?”. Realmente lo parece. Sin embargo, es quizás la imagen más famosa del Hubble. Se llama los pilares de la creación, porque muestra una gigantesca nube de polvo en cuyo contorno se están formando estrellas y sistemas solares completos.
También es conocida como la nebulosa del Águila, y es la imagen astronómica más reproducida en películas, representaciones artísticas... Tanto, que se puede confundir por una ilustración. Imágenes posteriores con el Chandra X-Ray y el Spitzer permitieron precisar los lugares donde se estaban formando estrellas, e indicaron que de hecho se estaban creando menos de las que inicialmente se había creído.

Hay galerías enteras de imágenes astronómicas espectaculares. De planetas, galaxias, agujeros negros, estrellas de neutrones… algunas son más bellas, otras más informativas… pero todas ellas despiertan nuestra curiosidad, la fascinación por el descubrimiento, y nos estimulan a intentar comprender científicamente el Universo.
El 2009 será el Año Internacional de la Astronomía , y precisamente entre sus objetivos está utilizar el indudable atractivo que genera el espacio para acercarnos un poco más a la metodología científica.
Y es que siendo capaces de descifrar la información que contiene la fotografía de una supernova, podemos apreciar otros niveles de belleza más allá de la estética.