Del Big Bang a la consciencia

El astrónomo estadounidense Carl Sagan, en su famosa obra literaria y de televisión, “Cosmos”, nos entrega dos reflexiones muy profundas. Una hace referencia a una evolución cósmica que ha transformado la materia en vida y consciencia. La otra, dice que somos una forma que el Universo ha creado para conocerse a sí mismo. Ambas aserciones, además de ser casi poéticas, nos maravillan e invitan a reflexionar sobre todo lo que ha debido pasar en la naturaleza, desde la creación del espacio y del tiempo mismos, para llegar a estructuras tan complejas como el cerebro humano, capaz de idear y llevar a cabo “viajes de exploración” para intentar entender y dar respuesta a preguntas tan grandes y complejas como de qué manera y cuándo surge la vida y cómo ésta evoluciona hasta llegar a lo que llamamos consciencia y vida inteligente.

Lo que sabemos hasta ahora es que cerca de unos 14 mil millones de años atrás, el espacio y el tiempo surgen de un acontecimiento sin igual conocido como el “Big Bang”. Casi inmediatamente después, el Universo sufre una expansión rapidísima aunque acotada temporalmente conocida como Inflación, seguida por la aparición de partículas llamadas quarks. A medida que el Universo se expandía y enfriaba, los quarks formaron protones y neutrones en un espacio bañado por electrones y radiación. Los detalles no son fáciles de explicar y varios de ellos aún siguen sin ser comprendidos completamente, pero lo relevante de esta historia es que cerca de los 200 segundos de edad, el Universo comienza a formar núcleos de Helio, Litio y Berilio en lo que se llama la Nucleosíntesis Primordial. Posteriormente, entre unos 240 mil y 400 mil años de edad, el Universo se vuelve lo suficientemente frío como para que los electrones libres se combinen con protones y núcleos atómicos para formar átomos neutros durante una época muy corta conocida como Época de Recombinación. 

Al final de esa época, además de la materia oscura, el Universo está compuesto principalmente de hidrógeno neutro (~66%) y helio neutro (~24%). Muy poco Litio sobrevive de la nucleosíntesis primordial y nada de Berilio. Eventualmente, las irregularidades primordiales de masa crecen lo suficiente como para formar las primeras estrellas y estructuras luminosas que reionizan el medio. Lo fundamental de la historia aquí es el surgimiento de las fábricas naturales que hasta el día de hoy siguen produciendo los átomos más pesados que el Helio y que son necesarios para la vida: las estrellas. El proceso se conoce como Nucleosíntesis Estelar y le da sentido a la frase célebre que dice que “somos polvo de estrellas”.  La química de la vida es la de los elementos más livianos que el Criptón. Los elementos más comunes en organismos vivos son el Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Fósforo y Azufre. Todos formados en el interior de estrellas.

El desarrollo tecnológico de la Radioastronomía nos ha permitido explorar la química del medio interestelar, la materia de la cual se forman las estrellas. Para que se forme una, el medio debe ser lo suficientemente frío de forma que la gravedad produzca el colapso necesario de materia. El polvo del medio interestelar juega un rol fundamental para mantener el medio frío. Las estrellas masivas que ahí se forman producen los átomos antes indicados y cuando mueren, los devuelven al medio interestelar. En un medio a baja temperatura (~15 K), la formación de moléculas a partir de esa mezcla rica de átomos se facilita tremendamente. La superficie de los granos de polvo también son lugares propicios para la formación de moléculas. Observaciones con ALMA, por ejemplo, han revelado la existencia inequívoca de moléculas como el Glicolaldehido, una azúcar con 2 átomos de Carbono que al reaccionar con otra de 3 puede formar Ribosa, una componente de la estructura de las moléculas de ARN y ADN. Los ladrillos para la vida se forman en el espacio.

Así, otras moléculas prebióticas han sido descubiertas en el medio entre las estrellas, compuestas por átomos producidos por éstas. Las moléculas pueden ser transportadas a mundos en formación a través de asteroides y cometas en un sistema extrasolar en desarrollo alrededor de una protoestrella. Dichos cuerpos menores también pueden aportar una fracción importante de agua y otros volátiles a los planetas. La combinación correcta de un contenido molecular apropiado, un medio solvente, fuentes de energía (luminosas o químicas), salinidad, pH y gases invernaderos puede resultar, al final del día, en lo que llamamos “vida”. Con el tiempo y en función de las condiciones ambientales imperantes, las formas de vida más elementales irán evolucionando y adaptándose de forma de aprovechar al máximo la energía disponible en un proceso conocido como Selección Natural. 

En la Tierra, la evolución de las diferentes especies ha llevado a una riquísima variedad de formas de vida, estando los humanos en la cúspide del desarrollo biológico. Sin duda alguna, el cerebro humano es la obra cúlmine de la naturaleza en términos de funcionalidad, capacidad y complejidad. Con un total de neuronas que en órdenes de magnitud se compara a la cantidad de estrellas en la Galaxia, el encéfalo ha tenido un desarrollo progresivo donde su tamaño ha crecido en un factor 2 a 3 en los últimos 3 millones de años. En algún momento, dicha estructura le permitió a los humanos conectarse conscientemente con su entorno, y también preguntarse acerca de la naturaleza y origen de aquellos puntos de luz que brillan en el cielo en la noche, o de su propio origen y lugar en el Cosmos. Y más recientemente a diseñar, construir y operar complejos instrumentos y maquinarias que le permiten explorar el Universo desde la superficie de la Tierra o prepararse para aventurarse en las profundidades del espacio en su afán por entender y conectarse aún más con esa naturaleza más allá de nuestro planeta y de la cual proviene.