La ingeniería y el universo: por Pedro Chavarría

La ingeniería y el universo. Por Pedro Chavarría-Xicoténcatl. 8 V 24.

El universo es el ingeniero supremo y de él venimos. Empecemos por establecer qué entendemos por ingeniería. Partir de una materia prima que se somete a un proceso dirigido por una inteligencia a fin de obtener uno o varios productos, según el proceso aplicado. Estos productos son eventualmente incorporados en un nuevo ciclo como materia prima a fin de obtener otros productos más complejos. Y así sucesivamente, hasta llegar a donde estamos.
El Universo inicia al parecer con energía que de manera que no logramos entender, se transforma en partículas elementales de tipo subnuclear, como quarks y probablemente cuerdas. Estas partículas, altamente energéticas en un principio son sometidas a un proceso muy simple: enfriamiento. Esto permitió una de las primeras transformaciones que revelan la ingeniería subyacente. Se forman las primeras partículas subatómicas directamente involucradas en el siguiente proceso.
La pérdida de energía por el enfriamiento permite que haya protones y electrones, así como neutrones. Eventualmente se desenvuelve el proceso que nosotros podemos medio entender como fundamental: la formación de átomos. Los protones son capaces de vencer la fuerza disruptiva que mantiene a las partículas en libre movimiento. Los electrones quedan atrapados. Un electrón por cada protón. Así tenemos el primer producto reconocible a partir de dos partículas independientes, ahora ligadas en una sola: el átomo de hidrógeno. La atracción electromagnética opera el proceso. Claramente es un proceso de construcción: dos materiales básicos, un proceso de atracción electromagnética y u producto que dará pie a todo el universo que conocemos. Sin perjuicio de que haya otros materiales, procesos y productos que no conocemos.
El universo está listo para emprender la segunda gran transformación, ahora guiada por la fuerza de gravedad: el hidrógeno es acumulado en grandes nubes que por su propio peso se compactan cada vez más. La cantidad de hidrógenos disponibles tal que la fuerza de gravedad, que depende de la masa, es increíblemente grande, tanto que vence la fuerza electromagnética repulsiva entre dos cargas del mismo signo, como son los protones de los núcleos de hidrógeno. La proximidad entre dos protones es tal que entra en acción una nueva fuerza: la fuerza nuclear fuerte, que opera solo a distancias ultracortas y une indisolublemente a dos protones en un solo núcleo, cosa que prohíbe el electromagnetismo.
Unir dos protones requiere una fuerza considerablemente poderosa, pues vence a la repulsión electromagnética. Al unirse dos protones en lo que será un nuevo núcleo atómico se libera una enorme cantidad de energía. Para entenderlo de manera muy simple podemos plantear la siguiente ecuación que describe el proceso ingenieril de transformación: 2+3=4. Dos nucleones de un átomo de deuterio, o hidrógeno pesado, constituido por un protón y un neutrón, a diferencia del hidrógeno normal que solo tiene un protón. Si le agregamos tres nucleones de un átomo de tritio, que podríamos entender como un hidrógeno superpesado, con dos neutrones y un protón. Nótese que hidrógeno, deuterio y tritio tienen los tres, un solo protón, por lo tanto los tres son hidrógeno, tres isótopos del hidrógeno.
Al fundirse, por la cercanía obligada por la altísima gravedad, deuterio y tritio forman un núcleo de helio, que tiene dos protones y dos neutrones, es decir, cuatro nucleones. ¿Y el quinto? Pensemos que lo que era materia, un neutrón, se ha transformado en energía lumínica y calorífica, es decir, luz y calor, que se libera constantemente, no solo del sol, sino de todas las estrellas, segundo a segundo, durante miles de millones de años, hasta que el combustible se agota y la estrella pasa por un proceso de muerte que cubre varias etapas.
Independientemente del final de las estrellas, que depende en buena medida de su tamaño, lo importante es que presenciamos un proceso de transformación que abarca los tres componentes que habíamos señalado como propios de la ingeniería: materia prima, proceso de transformación y producto (s). Este producto, el helio, puede ser usado a su vez para ser fundido con otros átomos de helio y producir, poco a poco, una larga cadena de reacciones nucleares, que no químicas, y fabricar muchos de los más de 100 elementos de la tabla periódica, según su tamaño. Para fundir núcleos más pesados –más protones y neutrones- se necesita más fuerza de gravedad, y por ende, mayor tamaño. Estrellas gigantes fabrican elementos más pesados –con mayor número y peso atómico-.
Nuestra estrella es pequeña, lo que le augura buena estabilidad y longevidad. Estrellas gigantes, en cuyo diámetro podría caber todo nuestro sistema solar, viven mucho menos y tienden a explotar violentamente. Nuestra estrella no lo hará, podemos estar tranquilos, tan solo crecerá par transformarse en una gigante roja y engullirá a nuestro planeta en varios miles de millones de años.
Las fábricas estelares producen los materiales de que estamos hechos todos en el universo: planetas, asteroides, satélites, ríos, mares, rocas, bosques, animales de todo tipo, humanos y homínidos, bacterias y hasta alienígenas, todos provienen de las fábricas estelares. Los ingenieros montan fábricas, el universo ha montado muchas y muy variadas. Para formar núcleos muy pesados, como el oro o la plata, ya no alcanza la fuerza gravitatoria, pero aún el universo encontró salida: hace estallar las estrellas convirtiéndolas en súper novas y este proceso también fabril, genera tal cantidad de energía que es posible fundir núcleos muy pesados, como el hierro, mismo que circula en nuestra sangre, en el centro de nuestra molécula de hemoglobina y que proviene de la explosión de una gran y antiquísima estrella, fábrica ubicada en un vecindario muy lejano y antiguo de este universo.
Siguen las fábricas, y siguen trabajando, pero, como todo, el universo se moderniza y sofistica, de modo que las antiguas fábricas persisten, peo ya hay otras nuevas y más modernas. Después de crear elementos y planetas rocosos y gaseosos, algunos calentados por su cercanía con un sol, como nosotros, y también por actividad volcánica, se instalaron fábricas muy sofisticadas: diminutas células vivas, las bacterias. Lo primero fue oponerse a la energía cinética con la electromagnética para formar átomos, luego vencer esta con la gravedad para formar nuevos elementos mediante fusiones nucleares. Luego, vencer la entropía con la vida: no todo tiene que estarse destruyendo continuamente; no siempre debe dominar la tendencia al desorden. Había que inventar algo que generase orden y complejidad, en vez de sencillez con el mínimo estado energético.
Lo organismos vivos, desde la más simples bacterias se oponen a una de las leyes más férreas del universo. La segunda ley de la termodinámica dicta que el desorden va en aumento, es decir, la entropía crece continuamente, de modo que se mueve en una sola dirección: de más a menor orden. Se ha interpretado que esto tiene que ver con la flecha del tiempo, que va del pasado al futuro, aunque formalmente, en la matemática, no hay este dictado. Pero lo que atestiguamos en la vida diaria es un movimiento en una sola dirección y siempre con pérdidas de energía, que igual puede interpretarse como orden, o bien, estructuras. Nos ponen de ejemplo una copa de cristal que cae al suelo; vemos que se rompe y jamás que se vuelva a componer como estaba.
Todo se degrada, una montaña tiende a desbaratarse, los metales se corroen y terminan haciéndose polvo, pero esto es porque se trata de objetos inanimados que no tienen más remedio que obedecer las leyes naturales. Pero el propio universo, así como ha conspirado contra el electromagnetismo y ha unido más de una carga del mismo signo en un núcleo atómico y a través de la fuerza de gravedad venció esa repulsión y logró extender una pizca más allá la fuerza nuclear fuerte, ahora conspira contra la entropía. Los seres vivos nacen, crecen, se desarrollan, y todo esto es crear orden y estructuras nuevas cada vez más complejas. Obviamente un embrión es más complejo que un par de gametos, y un organismo adulto más complejo que uno juvenil gracias a los esfuerzos dedicados: alimentación, vacunas, sueño, higiene, ejercicio, etc.
La enfermedad y la muerte nos recuerdan que el triunfo sobre la entropía es vano. Pero a fin de cuentas no es poca cosa lo que se ha logrado; la victoria temporal sobre la entropía es de alto impacto, pues es una ley sumamente tenaz y omnipresente. Más avanzadas que la segunda ley de la termodinámica tenemos las leyes de la evolución, establecidas a partir de los trabajos de Darwin, en especial la que prescribe la sobrevivencia del mejor adaptado al medio ambiente: el que más desventajas tiene, más pronto perece, y con él se pierden sus rasgos, pues tiende a no dejar descendencia. Pero ya no. Desde hace mucho.
Los humanos, sin perjuicio de que haya otros seres más avanzado, seguimos en pie de lucha contra la entropía-muerte-enfermedad. No a nivel biológico, a nivel social y cultural. Hacemos medicina y con ello retrasamos la enfermedad y la muerte. Ya se habla de prolongar la vida humana al menos hasta los 100 años, y de ahí en adelante se empieza a hablar de inmortalidad y de que la muerte es solo una enfermedad más.
Los humanos creamos sociedades, civilizaciones y grupos de apoyo más allá de la medicina física, con los servicios sociales a la salud, atendiendo las necesidades de la población. Con ello nos oponemos a lo que nos parece un cruel dictado de la naturaleza: los minusválidos, en todos los sentidos, han de perecer sin dejar descendencia ni heredar sus rasgos negativos. Para evitar eso hacemos calles, drenajes, presas, edificios, hospitales, vacunas, medicamentos, alimentos, etc. Y nuevamente, por ahí se asoma la ingeniería. El universo se construye a sí mismo a pesar de sus propias leyes. Para eso ha creado seres vivos inteligentes, capaces de tomar las riendas y optar por otra vía, ajena a la ingeniería natural, pero ingeniería al fin y surgida de los anteriores productos universales: átomos, planetas, nutrientes, seres vivos y seres inteligentes que hacen ahora la ingeniería antes confiada a fuerzas naturales primigenias.
Nosotros somos de segunda generación. Conocemos, comprendemos a medias las leyes primigenias y dictamos nuevas, por las cuales luchamos día con día, en fábricas, talleres, clínicas y hospitales, instituciones y gobiernos (idealmente). Obras de ingeniería humana por todas partes: civiles, educativas, sanitarias, hasta militares. Siempre el deseo de prolongar la vida, aún los militares, que bien entendidos, tienen la misión de salvaguardar a la población de posibles agresiones extranjeras. Y dentro de este anhelo, dentro de la ingeniería sanitaria, la medicina: ingeniería de la salud.