Mientras escribía las dos últimas entradas sobre vida extraterrestre (puedes leerlas aquí y aquí) me crucé con un estudio muy interesante que había llegado a la conclusión de que, aunque hoy en día todo nos indica que la vida es más bien escasa más allá de nuestra atmósfera, pudo haber una época en la que en cualquier rincón del universo podías encontrar planetas habitados. La clave de todo es la temperatura.
Una de las pocas imágenes que pudo tomar de la superficie de Venus la sonda Venera 13 antes de sucumbir a las altas temperaturas del planeta, que de media rondan los 462ºC.
Como explicaba en artículos anteriores, la aparición de organismos vivos necesita una temperatura que permita que el disolvente universal que los contiene se mantenga en estado líquido (ya sea agua, amoniaco u otros hidrocarburos) y que, además, no impida que la química de la vida se desarrolle con normalidad. Por esta razón, un planeta que pretenda albergar vida debe orbitar alrededor de su estrella a una distancia que no lo someta a temperaturas demasiado extremas: ni demasiado cerca como para achicharrarlo ni demasiado lejos para congelar cualquier líquido en su superficie.
Antes de que pares de leer y bajes hasta la sección de comentarios para decirme que no soy nadie para decir que la vida no puede existir en el núcleo del sol a 15 millones de grados, en serio, lee el artículo del otro día.
Este requisito es el que impide que muchos planetas rocosos que reúnen muchas características de habitabilidad lleguen a desarrollar vida en algún punto de su historia: si están demasiado cerca o lejos de su estrella, el calor o el frío extremos lo impedirán. Por eso buscamos vida en planetas que orbiten en la llamada zona habitable, diferente para cada estrella según su tamaño y luminosidad, que es la franja teórica en la que la temperaturas son adecuadas para mantener agua líquida.
Estadísticamente, esto le complica bastante las cosas a la vida: no basta con que un planeta cuente con un medio líquido apropiado y los elementos necesarios, además, su órbita debe estar confinada en esa zona habitable… Y eso no pasa tan a menudo.
Pero puede que hubiera un tiempo, entre 10 y 20 millones de años después del Big Bang en el que la distancia del planeta a la estrella prácticamente careciera de importancia (a día de hoy han pasado 13.700 millones de años desde entonces, para poner un poco de perspectiva).
La teoría del Big Bang (que parece que ha sido confirmada con el descubrimiento de ondas gravitacionales, hablaré de ello un día de estos) postula que el universo se expandió violentamente mientras la energía de la «explosión» se disipaba o, lo que es lo mismo, el universo se enfriaba, permitiendo la formación de la materia que conocemos, que a su vez se condensó en grandes nubes en las que aparecieron las estrellas. Con el paso del tiempo, éstas se agruparon para formar las galaxias y la estructura del universo actual. Hablaba de este proceso con más detalle en esta entrada sobre el origen de la materia que nos rodea.
Justo en el momento del Big Bang la temperatura del universo era de 1.4×1032 ºC o 140.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000ºC, tan alta que ni siquiera la materia en sí podía existir. 300.00 años después del Big Bang, la temperatura del espacio había bajado hasta los 3.000ºC y, hoy en día, está alrededor de -270,3ºC.
Espera, espera, ¿Pero cómo va a tener temperatura el espacio, si está vacío?
El espacio no está totalmente vacío. Incluso el rincón más inhóspito del universo está siendo atravesado por radiación y contiene cantidades minúsculas de materia. Como consecuencia de ello, el espacio «vacío» es capaz de transferir energía a los objetos que flotan en él (aunque lo haga muy lentamente).
Y esto nos lleva al tema que nos ocupa.
De la misma manera que dos pedazos de metal a temperaturas diferentes que entren en contacto llegarán a una temperatura de equilibrio (el más caliente transferirá calor al frío hasta que ambos lleguen a una temperatura intermedia), cualquier cosa que flote en el espacio y que no tenga manera de generar su propio calor terminará cediéndolo al espacio, enfriándose hasta alcanzar la temperatura de su entorno.
Por eso Plutón, cuya órbita está tan alejada del sol que prácticamente no recibe energía de él, tiene una temperatura de -230ºC.
PERO.
Entre 10 y 20 millones de años después del Big Bang el espacio estaba mucho más caliente, a entre 0 y 100ºC, así que en aquella época cualquier planeta, por muy lejos que estuviera de su estrella, absorbía este calor de su entorno (como representa el círculo gris que se convierte en naranja en el dibujo de arriba). Eso significa que cualquier cuerpo rocoso que reuniera un par de requisitos mínimos de habitabilidad tenía el potencial de albergar vida, aunque estuviera en mitad del espacio sin una estrella que le diera cobijo… A menos que estuviera demasiado cerca de su estrella, claro. Esos seguían sin poder ser habitables.
Pero, aunque en aquella época tal vez hubieras podido encontrar vida bajo cualquier piedra que patearas en cualquier planeta perdido por el espacio profundo, lo más probable es que no llegara a aparecer ningún organismo complejo, y ya ni hablemos de civilizaciones inteligentes.
Esto se debe a que en ese periodo las estrellas eran muchísimo más grandes que el sol y sólo aguantaban estables unos cuantos millones de años antes de reventar en forma de supernova y aniquilar cualquier rastro de vida que diera vueltas a su alrededor, así que cualquier organismo que apareciera tenía muy poco tiempo para evolucionar. O sea que, aunque la vida hubiera sido abundante en el universo en aquella época lo más probable es que, con tan poco tiempo disponible antes de ser desintegrada, estuviera limitada a colonias de algas y microorganismos y no apareciera vida inteligente.
Pero no deja de ser curioso.
7 comments
tan alta que ni siquiera la materia en sí no podía existir. : yo creo, si lo entiendo bien, que el «no» de esta frase sobra
Toda la razón, lo he corregido. Gracias.
muchas gracias por tus articulos siempre muy interesantes!
Suponiendo como muy grosera aproximación un descenso lineal de la temperatura con el tiempo, solo hubo un intervalo de 295.413 años en los que la temperatura estuvo situada entre +60ºC y -10ºC, son los dos puntitos rojos del gráfico:
https://fooplot.com/plot/4biwlq4hkw
Poco tiempo para desarrollar vida,…
Hoy he encontrado en la web que la temperatura del CMB evoluciona de forma inversamente proporcional al tiempo elevado a dos tercios. Ajustando la curva en los dos puntos conocidos:
370.000 años después del big-bang temperatura de 3000 K
13,8 mil millones de años después del big-bang temperatura de 2,7 K
Me sale:
T ( t ) = 1696,77 / t^(2/3) – 292,22
El Universo estuvo a 333 K, (60ºC) al cabo de 4,47 mil millones de años después del big-bang y se enfrió por debajo de 263 K, (-10ºC) al cabo de 5,34 mil millones de años. Así pues la “temperatura agradable” duró 872 mil años, (que sigue pareciendo muy poco para desarrollar vida) y fue entre hace 8,46 mil millones de años y hace 9,33 mil millones de años, mucho antes de que se formase la Tierra hace 4,54 mil millones de años.
https://fooplot.com/plot/3htpdsvuno
Gracias por el post Jordi, he disfrutado haciendo los cálculos, saludos y ánimos para continuar divulgando.
Pido perdón por el comentario anterior, pues he cometido dos errores:
Uno matemático, se me han colado 3 ceros y he ajustado la curva para T=3000K en t=370.000.000 de años en vez de 370.000 años, con lo que todo está mal.
El segundo es no haber leído el link que proporciona Jordi, que me hubiese puesto en la pista de que me estaba equivocando. Después de leerlo he vuelto a ajustar la curva:
T ( t ) = 1789,4479 / (t+0,09058)^(2/3) – 0,41004
Con T en Kelvin y t en millones de años.
Ahora se obtiene T=373K, (100ºC) transcurridos 10,4 millones de años después del big-bang
Y T=273K, (0ºC) transcurridos 16,7 millones de años después del big-bang
https://fooplot.com/plot/65zojpqzkh
Se supone que entre 10 y 20 millones de años después del big bang solo existía por ahí flotando hidrogeno y helio no? Por lo que esos planetas rocosos no podrían existir hasta después del estallido de las primeras supernovas y la posterior reagrupación y enfriamiento de los materiales. ¿ no ?