La cosmoclimatología, Kepler y el modelo del núcleo de Moon

El investigador danés Henrik Svensmark usó los rayos cósmicos para realizar una prueba de laboratorio de su efecto en la formación de nubes. Nebulosa del Cangrejo.

En contra de la corriente de plano aturdidora de los estudios sobre los gases de invernadero que impera en los órganos científicos, un informe del investigador danés Henrik Svensmark, que apareció en la edición de febrero de 2007 de la publicación de la Real Sociedad Astronómica de Dinamarca,^[1] muestra el potencial para la clase de descubrimientos afortunados que podemos esperar cuando por fin acaben los más de 40 años de dominio de la histeria verde sobre la ciencia.

Svensmark y un decidido grupo de colegas esparcidos por todo el mundo vienen considerando la hipótesis de que lo que determina en lo principal el cambio climático no son los acontecimientos en la Tierra, sino los que ocurren en el espacio distante. La importancia de estos estudios, de conjunto, aparte de su efecto útil inmediato en ayudar a apartar a una población ilusa de su actual fascinación suicida con el fraude del efecto invernadero, va mucho mas allá de lo que hasta la mayoría de sus propios autores empieza a dilucidar. La relación entre microcosmo y macrocosmo, la existencia de armonías keplerianas que actúan de manera simultánea de lo muy pequeño a lo muy grande, en relación con ciertas paradojas persistentes del dominio subatómico y otros asuntos que pertenecen a la distinción entre los tres dominios vernadskianos de los procesos vivos, no vivos y cognoscitivos, todos pertenecen ahora al dominio de los fenómenos que pueden investigarse mediante experimento, una vez que se descorren las cortinas de la acausalidad estadística y el reduccionismo newtoniano–cartesiano del ambiente social que rodea a la ciencia.

Un breve repaso de este trabajo ayudará al lector a comprender esto con mayor claridad, tras lo cual esbozaremos rápidamente algunas de las cuestiones científicas más profundas que implica.

Los rayos cósmicos y las nubes

Un experimento en el Centro Espacial Nacional de Dinamarca ayudó a convencer a Svensmark de que la radiación cósmica de nuestra galaxia, y quizás de más lejos, desempeña una función muy importante en la formación de nubes bajas en nuestra atmósfera. Por su parte, estas nubes reflejan la luz solar y actúan como el agente de enfriamiento que produce los episodios alternativos de glaciación y calentamiento que muestran los registros geológicos del último período de 550 millones de años, conocido como fanerozóico. El grado de nubosidad está relacionado con la intensidad de la radiación cósmica, misma que modulan en un ciclo regular dos fenómenos del sistema solar y otros externos a él.

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El "viento solar" y el campo magnético de la Tierra. El grado de nubosidad en la Tierra está relacionado con la intensidad de la radiación cósmica, que a su vez está relacionada con episodios de enfriamiento.

Dentro del sistema, el viento solar, un flujo de radiación magnética que emana del Sol, y el propio campo magnético de la Tierra, actúan para desviar la afluencia de partículas cargadas que forman los rayos cósmicos. Las reducciones en el viento solar y en el campo magnético de la Tierra se han correlacionado con aumentos en el flujo de los rayos cósmicos, que a su vez están relacionados con episodios de enfriamiento.

De las determinantes externas, el movimiento de nuestro sistema solar por los cuatro brazos espirales principales de la galaxia en un ciclo de aproximadamente 143 millones de años, ha tenido un papel decisivo en definir los períodos de frío sucesivos de la historia geológica de la Tierra, conocidos como de “nevera”, según el astrofísico Nir Shaviv de la Universidad Hebrea de Jerusalén y su colaborador, el geólogo Jan Veizer de la Universidad del Ruhr y la Universidad de Ottawa. El ritmo de formación de supernovas, como el acontecimiento relativamente reciente (circa 1054 d.C.) que produjo la nebulosa del Cangrejo, aumenta en las concentraciones más densas de masa de los brazos espirales galácticos, lo que intensifica la radiación cósmica que recibe la Tierra. Los cambios en el flujo de rayos cósmicos, que se deben al movimiento de la Tierra por la galaxia, pueden ser hasta 10 veces mayores que los que causan las variaciones cíclicas de los campos magnéticos solares y terrestres. Los cambios más pequeños que modulan la Tierra y el Sol pueden ayudar a explicar las variaciones de corto plazo en el clima, y quizás demuestren ser el tan buscado amplificador de los ciclos Milankovitch de las variaciones en la relación orbital entre la Tierra y el Sol.

El equipo de Svensmark en Copenhague usó los rayos cósmicos del ambiente, con la adición de rayos gama, para realizar una prueba de laboratorio de su efecto en la formación de nubes. Se dirigieron lámparas de luz ultravioleta, que representaban al Sol, sobre una caja de plástico que contenía aire puro y trazas de gases que se encuentran sobre los océanos. El análisis del experimento arrojó que electrones de alta velocidad, producidos por el impacto de los rayos cósmicos sobre las moléculas de aire, actúan como catalizadores que aceleran la formación de gotitas microscópicas, las cuales actúan como núcleos de condensación para la formación de nubes. Varios estudios han demostrado la correlación entre la extensión de las nubes bajas y el aumento en el flujo de los rayos cósmicos.

Las pruebas geológicas y biológicas del pasado, que los paleoclimatólogos conocen como indicadores indirectos, pueden usarse para calcular la intensidad de los rayos cósmicos y las temperaturas en períodos históricos largos. La intensidad de los rayos cósmicos puede calcularse a partir de los indicadores de los isótopos de berilio 10, carbono 14 y cloro 36 que se encuentran depositados en varios estratos, isótopos que se cree derivan de la fuente original de los rayos cósmicos o de colisiones en el espacio interestelar. Los choques de protones de muy alta velocidad que conforman los rayos cósmicos también ocurren en nuestra atmósfera, lo que acarrea toda una variedad de cambios químicos, atómicos y nucleares. Las temperaturas históricas se infieren a partir de una serie de indicadores, siendo uno de los más importantes el llamado ∆¹⁸O (delta 18–O), que es la medida de la proporción relativa de 2 isótopos de oxígeno que han quedado atrapados para la historia en las conchas carbonáceas de criaturas marinas, en especial de los foraminíferos. Las muestras extraídas del lecho oceánico proporcionan un registro cronológico de cuándo se depositaron estas conchas. La proporción entre el isótopo de oxígeno 18 y el más abundante oxígeno 16 es inversamente proporcional a la temperatura en el límite entre la superficie del mar y el aire, de modo que ofrece un registro de la temperatura al momento en que el oxígeno se incorporó a la concha. Estudios relacionados de las proporciones de isótopos de oxígeno permitieron confirmar, en 1983, la observación que hizo Vernadsky en 1936, de que la masa de la biosfera era aproximadamente la misma que hoy hace 3.500 millones de años.^[2]

Así, uno empieza a tener un sentido del amplio alcance de la naturaleza de la investigación de la ciencia del clima. Las herramientas de la climatología han evolucionado gracias a avances en otros campos, de los cuales la revolución en la ciencia nuclear que iniciaron los Curie al aislar el radio en 1898 es uno de los puntos de inflexión más decisivos. El fenómeno de la ionización (la transformación de partículas neutras en partículas cargadas), que causa la condensación de núcleos de partículas, se observó por primera vez en las cámaras de niebla que perfeccionó C.T.R. Wilson en 1911. Como ya se había demostrado que las sustancias radiactivas pueden ionizar el aire, naturalmente en un principio se supuso que las nubes de partículas que se formaban de manera espontánea en el aparato de Wilson eran obra de elementos radiactivos que estaban debajo de la tierra. Sin embargo, las cámaras de niebla que se elevaron en globos revelaron que el fenómeno aumentaba con la altitud, en vez de disminuir.

Por fin una larga serie de investigaciones llevó a la conclusión, a comienzos de los 1950, de que el principal ingrediente de los rayos cósmicos eran los protones de alta velocidad. Un estudio subsiguiente identificó el núcleo de todos los elementos de la tabla periódica en los rayos cósmicos, que se dan aproximadamente en la misma proporción en la que se encuentran en el sistema solar, pero con algunas diferencias en su composición isotópica. Ahora se piensa que provienen de la explosión de estrellas muy densas, que crean lo que se conoce como supernovas. La creencia previa de que los rayos cósmicos eran rayos gama, quedó refutada cuando se descubrió que estos últimos eran un subproducto de las transmutaciones que causa el impacto de los rayos cósmicos sobre las moléculas de gas atmosférico. Sin embargo, también hay fuentes de rayos gama en el espacio interestelar que envían su radiación a la Tierra.

De Cusa a De Broglie

Tales consideraciones nos llevan a las cuestiones más profundas que siempre están implícitas en cualquier trabajo científico nuevo. Como lo identificó el cardenal Nicolás de Cusa cuando dio inicio a la ciencia moderna con su obra De docta ignorantia, la cuestión fundamental de la ciencia es la paradoja de la incognoscibilidad: ¿cómo puede arribarse a una aproximación veraz de la realidad a partir de las impresiones demostrablemente falsas de los sentidos? En el uso moderno, el rechazo a la solución de Cusa a ese problema lo indican de modo más patente prácticas tales como la “física de partículas” y el supuesto de que existen componentes elementales de suyo evidentes que constituyen los llamados “bloques” con los que se construye la naturaleza, que a su vez se supone interactúan según procesos estadísticos. La clase de errores en la interpretación de los datos fundamentales que se originaron en el laboratorio Manchester de Ernest Rutherford, en especial después de la primera década del siglo 20, ejemplifica el problema del resto de la física en ese siglo. Un ejemplo es la insistencia en interpretar la demostración de Moseley de que la raíz cuadrada de las longitudes de onda de los espectros de rayos x de los elementos correspondía a singularidades conocidas como el número atómico, a modo de prueba de la existencia de pequeñas partículas pesadas, según la hipótesis de Prout, cuando los datos claramente mostraban que eran fenómenos de ondas.

La corrección de Louis de Broglie en 1923, que demostraba que las “masas” de las llamadas partículas elementales se representan mejor como las frecuencias de ciertos osciladores de resonancia que no pueden definirse con perfección, una hipótesis que pronto comprobaron de manera irrefutable los experimentos de Davison y Germer de la difracción de ondas de electrones, siempre ha sido la línea de pensamiento favorita de los investigadores más perspicaces

La contribución de dos importantes jóvenes protagonistas de la carrera de los 1940 por construir la bomba atómica es pertinente para ubicar el asunto un poco más en el presente. El físico Erich Bagge de la Universidad de Kiel, el otrora principal asistente de Werner Heisenberg en el fracasado proyecto alemán de fabricar una bomba atómica durante la Segunda Guerra Mundial, se enteró en una conversación que tuvo cuarenta años después de estos hechos con su contraparte, el profesor Robert J. Moon de la Universidad de Chicago, de cómo los estadounidenses habían resuelto el problema del envenenamiento del moderador de carbono, un paso necesario en la construcción de la pila atómica de Chicago. La dependencia obligada de Alemania del moderador de agua pesada fue uno de varios factores en el afortunado fracaso del proyecto entonces.

La ocasión de este encuentro inusitado fue una cena privada que hubo después de un seminario de la Fundación de Energía de Fusión en 1985, en la que Bagge presentó su trabajo sobre el fenómeno de la producción de pares, o sea, la creación y subsiguiente aniquilación de las “antipartículas”, el electrón y el protón. Bagge creyó ver en este fenómeno una refutación de la teoría imperante del neutrino. Bagge estuvo presente en la reunión de Tubinga de 1930 a la que Wolfang Pauli envió su famosa carta en la que alegaba la existencia de una partícula fundamental nunca antes observada, que según él explicaba ciertas paradojas de la desintegración beta. Entre otras ironías, Bagge se deleitaba en señalar que Pauli no había asistido a la reunión por la insistencia de su esposa en que la acompañara a un baile.

El modelo nuclear de Moon

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El físico Erich Bagge (izq.) de la Universidad de Kiel conversa con el doctor Moon..

Lo que planteó Bagge en el seminario sobre los misteriosos máximos que alcanzaban los positrones en los experimentos con colisiones de iones pesados que se realizaron en Darmstadt en 1985, fue una de las cosas que el doctor Robert Moon aprovechó para su elaboración de un nuevo concepto de la estructura del núcleo al año siguiente. De las mediciones que observó en sus propios experimentos y en los de otros, Bagge postuló que la creación de pares de positrones y electrones la desencadenaban cuantos de rayos gama, y señaló que la nebulosa del Cangrejo es una fuente de explosiones de rayos gama de primer orden. Observaciones posteriores de laboratorios orbitales sugieren la existencia de fuentes extragalácticas muy poderosas de esta radiación de alta frecuencia aún inexplicable.

Con relación a la estructura nuclear, en un breve informe sobre los experimentos en Darmstadt, Bagge escribió:

“Si uno concibe el impacto de un núcleo de uranio (de número atómico 92) de 6 MeV de energía por nucleón sobre otro núcleo de uranio de la misma clase en reposo como un proceso de producción de pares, como si los campos de culombio que analizó Fourier de los 92 protones en colisión fueran campos de cuantos ligeros, entonces éstos dispararían pares de electrones y positrones en el campo de culombio del núcleo en reposo”.^[3]

Moon fue uno de los primeros defensores de la interpretación de De Broglie y, junto con su profesor, William Draper Harkins, fue un investigador pionero del análisis de superficies mediante ondas de electrones (1936). La otra influencia importante en el pensamiento de Moon dentro de las corrientes de la física, fue la perspectiva antimaxwelliana de la electrodinámica de Ampère, Gauss y Weber. Esta tradición la mantuvo viva en Estados Unidos la labor de investigación que llevó a cabo el Departamento de Ingeniería Eléctrica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) a mediados de los 1920, bajo la dirección de Vannevar Bush,^[4] quien luego devino en jefe científico del proyecto Manhattan como director de la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico de Franklin Delano Roosevelt durante la guerra. Ciertos aspectos singulares de la electrodinámica de Weber quedaron plasmados en el diseño de Moon de 1936 del ciclotrón de Chicago, la máquina que alimentó el estudio de los isótopos en el proyecto Manhattan y su concepto pionero del sincrotrón.

El aporte posterior de Moon fue su modelo del núcleo atómico, a principios de 1986, justo después de leer por primera vez el Mystérium cosmográphicum de Johannes Kepler, dirección que tomó por ciertos comentarios provocadores que hizo Lyndon H. LaRouche en una serie de seminarios de la Fundación de Energía de Fusión. Moon propuso un ordenamiento de los protones del núcleo que correspondía a los vértices de los dos pares dobles de sólidos platónicos, que se ajustan de manera parecida al sistema solar de Kepler (ver figura 1). Al preparar un informe sobre el descubrimiento de Moon en 1986, me di cuenta que los vértices de los sólidos que formaban las semiesferas en el modelo de Moon, o sea, los sólidos cíclicos de Arquímedes, correspondían a ciertas relaciones de cierre de las capas de neutrones y electrones.^[5]

El doble dodecaedro y la fisión a) Para pasar del radón, el doble dodecaedro se abre por una de las aristas en común como si fuese una bisagra. b) Para crear el Protactinio 91, la “bisagra” se desprende por uno de sus extremos. Cuanto se desplaza ligeramente la posición en la que dos protones se unen, se crea la inestabilidad que permite la fisión (uranio 92).

Moon y su amigo, el inmigrante judío alemán y premio Nobel de química James Frank, quienes colaboraron en el Laboratorio Nacional Argonne en la posguerra, alentaron a Maria Goeppert–Mayer en su estudio de ciertas anomalías reconocidas de la tabla periódica relacionadas con la abundancia y distribución de los isótopos. Por influencia de Enrico Fermi, Goeppert–Mayer optó por una presentación matemáticamente más aceptable de su trabajo, al organizarlo en torno a un concepto reduccionista de acoplamiento de las órbitas de espín en el núcleo, que derivó del dizque “espín” de un electrón que no tiene forma de partícula en su órbita inexistente. Incluso con esa concesión a la física socialmente aceptable, Eugene Wigner parodió la implicación de un ordenamiento legítimo en la distribución de los isótopos en su trabajo con el término disparatado de “números mágicos”, una etiqueta que pegó desde entonces. Mis trabajos previos con el modelo de Moon parecían apuntar en una dirección que resolvería ciertos problemas obvios que Goeppert–Mayer dejó sin responder.

Los avances recientes de un grupo de trabajo del Movimiento de Juventudes Larouchistas en el análisis de La armonía del mundo de Kepler,^[6] han dejado claro que una continuación de la hipótesis de Moon en la dirección de las armonías musicales rendiría frutos. Una aplicación de la hipótesis de De Broglie de la equivalencia entre la masa y la frecuencia o longitud de onda posibilitaría considerar las relaciones de masa atómica de la tabla de los isótopos como un conjunto de relaciones armónicas musicales. La razón de la distribución plena de los elementos y los isótopos, así como de las leyes que gobiernan la combinación tanto nuclear como química, tendría que partir de algún conjunto necesario de principios que determinen tales relaciones armónicas, de manera parecida al concepto de Kepler de consonancia y congruencia. Así, la determinación de los procesos en la Tierra, entre ellos los procesos vivos, tiene que reflejar una armonía universal de una variedad kepleriana aún por descubrirse.

Así, los felices descubrimientos que se hicieron en un sótano de Copenhague, los cuales sugieren un nuevo entendimiento de la interacción entre el cosmos, el clima y las condiciones para la vida en la Tierra, resuenan de muchas formas nuevas e inesperadas que es improbable que los promotores del fraude de los gases de invernadero de Al Gore aprecien.

^[1]. “Cosmoclimatology: A New Theory Emerges” (Cosmoclimatología: surge una nueva teoría), en Astronomy & Geophysics (febrero de 2007).

^[2]. J.M. Hayes y compañía, como se citan en “Celestial Climate Driver” (El motor del clima celeste), en Geoscience Canada, vol. 32, no. 1 (marzo de 2005).

^[3]. “Low–energy Positrons in Pair Production” (Positrones de baja energía en la producción de pares), por Erich Bagge, en la edición de otoño de 2004 de 21st Century Science & Technology, pág. 24.

^[4]. “The Force Between Moving Charges” (La fuerza entre cargas en movimiento), por V. Bush, en Journal of Mathematics and Physics, vol. V, no. 3 (marzo de 1926)

^[5]. “Mysterium Microcosmicum: The Geometric Basis for the Periodicity of the Elements” (Mystérium microcósmicum: el fundamento geométrico de la periodicidad de los elementos), por Laurence Hecht, en la edición de mayo–junio de 1988 de 21st Century Science & Technology.