¿Qué diferencia a la astronomía de otras ciencias?

Normalmente pensamos que lo nuestro es lo mejor y lo más importante. Sobre todo cuando nos da de comer, por lo que queremos que lo nuestro sea lo más importante y así haya más dinero para que podamos “comer” más.

No voy a decir que la astronomía es la mejor rama de la ciencia y la más importante. Pero sí voy a decir que la astronomía es, en algunos aspectos, muy diferente a otras ramas de la ciencia.

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La ciencia se basa en una mezcla de desarrollos teóricos y experimentales. Unas veces la teoría va antes que la experimentación y otras veces es al revés. Se puede crear una teoría que explique algo y después reproducir en un laboratorio las condiciones que puedan probar lo que dice la teoría o al revés. Cuando estas condiciones se reproducen en un laboratorio es factible poder reproducirlas no sólo una vez, sino varias veces hasta conseguir un resultado que sea estadísticamente significativo.

En astronomía eso no pasa frecuentemente. Ni siquiera unas pocas veces.

La astronomía es una ciencia observacional. Esto implica que para poder decir algo sobre el comportamiento del universo en general o un objeto celeste en particular tenemos que observarlo. Y ahí surge el problema. No podemos ir a una galaxia lejana, prepararla de manera que podamos comprobar nuestra teoría, medir y luego volver a prepararla para repetir la medida.

Cuando observamos nos tenemos que aguantar y medir lo que la galaxia nos está ofreciendo en ese momento – o mejor dicho, en el momento en el que la luz que medimos salió de esa galaxia porque puede que en la actualidad, en esa galaxia, sea todo muy diferente. Si en ese determinado momento no podemos conseguir toda la información que queremos, tendremos que volver a observar en otro momento (dependiendo del tiempo de observación que tengamos en el instrumento que estamos usando) y volver a medir. En este momento puede que las condiciones hayan cambiado y lo que queremos observar haya cambiado.

Esto quiere decir que la astronomía trabaja con lo que el universo le da. No podemos pedirle que nos muestre algo que queremos estudiar ni esperar a que nos lo muestre, ya que podría ser que ese algo nunca ocurriera durante nuestra vida.

Pero la astronomía también es diferente en otros aspectos. Aunque no en todas, en muchas ramas de la ciencia podemos tocar, pesar, medir y hacer mil cosas con el montaje experimental para obtener resultados. En astronomía sólo disponemos detectar la luz que nos llega. Es cierto que con esa luz podemos medir (por ejemplo el tamaño de una galaxia), pesar (o mejor dicho determinar la masa de una estrella) y hacer mil cosas con esa luz (como saber cuál es el campo magnético del objeto que estamos observando o incluso ¡determinar la cantidad de materia oscura que hay en algún lugar!), pero no disponemos de nada más, aparte de la luz.

Además, la astronomía necesita de otras ramas de la ciencia para entender la luz que nos llega: química, biología e incluso geología… pero precisamente por esa limitación que existe con respecto a la información que recibimos a través de la luz, la astronomía no es capaz de ser muy precisa en cuanto al uso que hace de esas otras ramas.

Si hablamos de la química, la polémica está servida. El hidrógeno y el helio son gases a temperatura ambiente, como también lo es el oxígeno. El hierro es un metal, pero también lo es el plomo. Sin embargo, se estima que el 74% de la materia ordinaria del universo (olvidémonos de la materia y energía oscura) es hidrógeno y el 24% es helio, así que sólo el 2% restante es todo lo demás, es decir, todos los elementos de la tabla periódica. Debido a esa abundancia escasa de elementos más pesados que el hidrógeno y helio, los astrónomos denominan a todos esos elementos más pesados “metales”, aunque se puedan detectar fácilmente a través de espectroscopía. Es común, cuando se habla del contenido de material de una estrella, hablar de metalicidad.

Más llamativo, cosa que molesta a los químicos con razón, es como se representa la metalicidad (o más correctamente el índice de metalicidad). Todos sabemos que el hierro es un metal y se representa por el símbolo Fe. Como todo lo que no es hidrógeno y helio se considera un metal, los astrónomos utilizan el símbolo [Fe/H] para representar el logaritmo del cociente entre la abundancia de metales en una estrella y la abundancia solar. Se toma como referencia el Sol por ser una estrella que conocemos bien. En el caso del sol [Fe/H]=0.

Por otro lado, en los últimos años se están descubriendo multitud de planetas extrasolares y se especula mucho sobre la potencial capacidad de éstos para albergar vida. Aquí la astronomía se une a la biología para, cuando se descubre un exoplaneta, decir si es potencialmente habitable o no. El problema es que, salvo en poquísimas ocasiones, el planeta no es observable directamente, y eso no quiere decir que podamos observar su superficie y decir si hay vida en ella o no. Los astrónomos hablan de la zona de habitabilidad alrededor de una estrella. En esa zona, según la temperatura de la estrella, se puede hablar de la posible existencia de agua líquida, que desde el punto de vista de la biología es fundamental para la vida, ya que es uno de los mejores disolventes que existen.

Sin embargo, el hecho de que un planeta esté en la zona de habitabilidad no implica que exista vida en su superficie, ni que sea habitable por los humanos (como es el caso de Marte en el sistema solar, salvo que hagamos un proceso de terraformación) ni que exista agua en estado líquido permanente (pueden existir acoplamientos de marea entre el planeta y la estrella que hagan que una cara del planeta esté siempre de cara a la estrella, evaporándose el agua, y la otra nunca reciba luz, congelándose). Aunque la astronomía usa el concepto biológico de que el agua es fundamental para la vida tal y como la conocemos, la falta de información que tenemos en la luz que recibimos, hace que se tenga que hacer un uso parcial de la biología en la astronomía.

En resumen, la astronomía no será la rama de la ciencia más importante de todas, pero sí que es algo diferente y, como todas las ramas de la ciencia, necesita de otras disciplinas para poder realizarse, aunque a veces el uso que se hace de esas otras disciplinas no sea del todo estricto…

Referencias

Metalicidad en Wikipedia.

Un punto rojo pálido: a vueltas con la habitabilidad de Próxima b

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