PASADO Y FUTURO DE LA
ASTRONOMÍA NORTEAMERICANA
Es poco lo que se ha hecho, escasamente un inicio; y, sin embargo, es mucho comparado con el vacío total de hace un siglo. Y nuestros conocimientos, como puede intuirse fácilmente, parecerán a su vez la ignorancia más supina a aquellos que vengan detrás de nosotros. Sin embargo, no cabe despreciarlos, pues a través de ellos nos acercamos a tientas hasta alcanzar la orilla de la vestidura del Altísimo.
AGNES M. CLERKE,
A Popular History of Astronomy
(Adam and Charles Black, Londres, 1893)
EL MUNDO HA CAMBIADO desde 1899, pero hay pocos campos que hayan cambiado tanto —en el desarrollo de los conocimientos fundamentales y en el descubrimiento de nuevos fenómenos— como la astronomía. He aquí unos cuantos títulos de artículos recientes publicados en las revistas científicas The Astrophysical Journal e Icarus: «G240-72: una nueva enana blanca magnética con polarización poco frecuente», «Estabilidad estelar relativista: efectos del sistema elegido», «Detección de metilamina interestelar», «Una nueva lista de 52 estrellas degeneradas», «La edad de Alfa Centauri», «¿Tienen acompañantes colapsados los “runaways” OB?», «Efectos finitos de alcance nuclear sobre el “Bremsstrahlung” de pares de neutrinos en las estrellas de neutrones», «Radiación gravitatoria del colapso estelar», «Búsqueda de una componente cosmológica del fondo de rayos X blandos en la dirección de M31», «La fotoquímica de los hidrocarburos en la atmósfera de Titán», «El contenido de uranio, torio y potasio en las rocas de Venus, medido por el Venera 8», «Emisión radio de HCN desde el cometa Kohoutek», «Brillo de radio e imagen de altitud de una parte de Venus» y «Atlas fotográfico de las lunas de Marte a partir del Mariner 9». Nuestros antepasados habrían sacado algo de provecho de esos títulos, pero su reacción principal hubiese sido la incredulidad.
Cuando me pidieron que presidiese el Comité para el 75.º aniversario de la Sociedad Astronómica de América en 1974, me pareció una buena oportunidad para ponerme al corriente del estado de nuestro tema a finales del siglo pasado. Me interesó saber dónde habíamos estado, dónde estamos ahora y, en la medida de lo posible, algo de adónde vamos. En 1897, el Observatorio Yerkes (por entonces contaba con el mayor telescopio del mundo) fue inaugurado oficialmente y con motivo de ello se celebró una reunión científica de astrónomos y astrofísicos. En 1898, tuvo lugar una segunda reunión en el Observatorio del Harvard College, y una tercera en el Observatorio Yerkes, en 1899, época en la que se fundó oficialmente lo que hoy es la Sociedad Astronómica de América.
La astronomía de 1897 a 1899 parece haber sido vigorosa, combativa, dominada por algunas personalidades bien definidas y ayudada por tiempos de publicación muy cortos. El tiempo medio entre la entrega y la publicación de artículos en Astro-physical Journal (ApJ.) durante esa época parece haber sido más breve que en Astrophysical Journal Letters hoy. El hecho de que una gran mayoría de los artículos procediese del Observatorio Yerkes, lugar donde se publicaba la revista, puede haber tenido que ver con esa rapidez. La inauguración del Observatorio Yerkes en Williams Bay, Wisconsin —en su frontispicio aparece el año 1895—, se retrasó más de un año debido al hundimiento del suelo, que a punto estuvo de matar al astrónomo E. E. Barnard. El incidente se menciona en ApJ. (6:149), pero no aparece ningún indicio de negligencia. Sin embargo, en la revista inglesa Observatory (20:393) se habla claramente de construcción negligente y de presuntos arreglos para encubrir a los responsables. También descubrimos en la misma página del Observatory que la ceremonia de inauguración se retrasó unas semanas para acomodarse al plan de viaje de Mr. Yerkes, el barón donante. En Astrophysical Journal se dice que «las ceremonias de inauguración tuvieron que posponerse desde el 1.º de octubre de 1897», pero no se especifica la razón.
Ap.J. fue editado por George Ellery Hale, el director del Observatorio Yerkes, y por James E. Keeler, quien en 1898 fue nombrado director del Observatorio Lick, en Mount Hamilton (California). Sin embargo, Ap.J. debía estar dominado por Williams Bay, posiblemente porque el Observatorio Lick dominaba Publications, de la Sociedad Astronómica del Pacifico (PASP), por la misma época. En el volumen 5 de Astrophysical Journal no hay menos de trece fotografías del Observatorio Yerkes, incluida una de la central eléctrica. Las primeras cincuenta páginas del volumen 6 cuentan con otra docena más de fotografías del Observatorio Yerkes. La dominación del Este en la Sociedad Astronómica de América también se refleja en el hecho de que el primer presidente de la Sociedad Astrofísica y Astronómica de América fue Simon Newcomb, del Observatorio Naval de Washington, y los primeros vicepresidentes, Young y Hale. Los astrónomos de la costa Oeste se quejaban de las dificultades que suponía desplazarse hasta Yerkes para la tercera conferencia de astrónomos y astrofísicos, y parecen haber hecho pública alguna manifestación de júbilo por el hecho de que las demostraciones previstas con el telescopio de refracción de 40 pulgadas de Yerkes tuvieran que posponerse debido al mal tiempo. Ése es el nivel máximo de rencor entre observatorios que puede encontrarse en cualquiera de las revistas.
Por aquella época, Observatory tenía un fino olfato para la murmuración astronómica. Por Observatory nos enteramos que en el Observatorio Lick se había declarado una «guerra civil» y que se desató un «escándalo» relacionado con Edward Holden (el director anterior a Keeler), de quien se dijo que había permitido la presencia de ratas en el agua potable de Mount Hamilton. También publicó una historia sobre una explosión química de prueba que estaba prevista en la zona de la Bahía de San Francisco y controlada desde un aparato sísmico situado en Mount Hamilton. En el momento indicado, nadie, excepto Holden, logró advertir algún tipo de deflexión de la aguja; rápidamente Holden envió un mensajero montaña abajo para hacer conocer al mundo la gran sensibilidad del sismógrafo de Lick. Pero muy pronto llego a la cima de la montaña otro mensajero con la noticia de que había sido suspendida la prueba. Volvió a despacharse nuevamente otro mensajero para alcanzar al primero y, según las referencias de Observatory, la turbación del Observatorio Lick fue advertida por muy pocos.
La juventud de la astronomía norteamericana de ese período queda reflejada elocuentemente en el orgulloso anuncio de 1900 según el cual el Departamento de Astronomía de Berkeley se independizaba desde entonces del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de California. En un estudio realizado por el Profesor George Airy, que más tarde fue Astrónomo Real Británico, éste se lamentaba de ser incapaz de hablar de astronomía en América en 1832, básicamente porque no había nada. No hubiese podido decir lo mismo en 1899.
En estas revistas no aparecen prácticamente referencias a la intromisión de la política externa (en el sentido de no académica), excepto en el caso de la designación, por parte del Presidente McKinley, de T. J. J. See como profesor de matemáticas de la U.S. Navy y en una persistente frialdad en los debates científicos entre el personal del Observatorio Lick y el de los Observatorios de Potsdam (Alemania).
También pueden advertirse algunos signos de las actitudes imperantes en los años de 1890. Por ejemplo, en la descripción de una expedición para observar un eclipse desde Siloam, Georgia, el 28 de mayo de 1900, se dice: «Incluso algunos de los blancos carecían de un profundo conocimiento de las cosas relacionadas con un eclipse. Muchos creían que era un espectáculo para ganar dinero; una pregunta muy importante, y formulada con frecuencia, era la de cuánto dinero pensaba pedir en concepto de entrada. Otra idea era la de que el eclipse sólo podía observarse desde mi observatorio… Quiero expresar aquí mi consideración por el elevado tono moral de la comunidad ya que, con una población de sólo 100 personas, incluidos los alrededores, consta de 2 blancos y 2 iglesias de color y durante mi estancia no oí una sola palabra profana… En tanto que yanqui no sofisticado presente en el Sur, poco habituado a las formas de hacer sureñas, cometí algunos deslices que no fueron considerados como “exactamente la cosa”. Las sonrisas que se dibujaban cuando anteponía la palabra “Mr.” al nombre de mi ayudante de color hicieron que tuviese que cambiarla por la de “Coronel”, que era de entera satisfacción para todo el mundo».
Un conjunto de visitantes fue designado para resolver algunos problemas (nunca hechos públicos) relacionados con el Observatorio Naval de los Estados Unidos. El informe de ese grupo —compuesto por dos oscuros senadores y los profesores I. Edward, C. Pickering, George C. Comstock y Hale— es interesante, pues menciona cantidades de dólares. Encontramos que los costos anuales de mantenimiento de los principales observatorios del mundo eran: Observatorio Naval, 85 000 dólares; Observatorio de París, 53 000 dólares; Observatorio de Greenwich (Inglaterra), 49 000 dólares; Observatorio de Harvard, 46 000 dólares y Observatorio de Pulkovo (Rusia). 36 000 dólares. Los salarios de los dos directores del Observatorio Naval de los Estados Unidos eran de 4000 dólares cada uno y en el Observatorio de Harvard de 5000 dólares. El distinguido conjunto de visitantes recomendó que «dentro de una planificación de salarios que previsiblemente atrajese a astrónomos de la clase deseada», el salario de los directores de los observatorios debería ser de 6000 dólares. En el Observatorio Naval, los calculistas (exclusivamente humanos por entonces) percibían 1200 dólares anuales, pero en el Observatorio de Harvard sólo 500 dólares anuales, y la mayoría eran mujeres. De hecho, todos los salarios de Harvard excepto el del director eran significativamente menores que los del Observatorio Naval. El comité afirmó: «La gran diferencia de salarios entre Washington y Cambridge, especialmente en el caso de los funcionarios de menor grado, posiblemente sea insalvable. En parte, se debe a las Leyes del Servicio Civil». Un signo adicional de la inopia astronómica es el anuncio de un puesto de trabajo en Yerkes como «ayudante voluntario de investigación», sin remuneración prevista, pero, según el anuncio, capaz de proporcionar una buena experiencia a estudiantes con títulos superiores.
Entonces como ahora, la astronomía estaba acosada por los «aficionados a las paradojas», que siempre proponían ideas peregrinas o chifladas. Uno propuso un telescopio con noventa y una lentes en serie como alternativa a un telescopio con un número menor de lentes de mayor apertura. Durante ese período, los británicos tuvieron una plaga similar, aunque quizás algo más moderada. Por ejemplo, una nota necrológica aparecida en Monthly Notices, de la Royal Astronomical Society (59:226), referente a Henry Perigal, nos informa que el finado habla celebrado su noventa y cuatro aniversario siendo admitido en la Institución Real, aunque habla sido elegido miembro adjunto de la Royal Astronomical Society en 1850. Sin embargo, «nuestras publicaciones no recogen ningún artículo salido de su pluma». La nota describe «la forma notable cómo el encanto de la personalidad de Mr. Perigal le hizo ganar un lugar que hubiera podido parecer inalcanzable para un hombre con sus puntos de vista; pues no cabe ocultar que era pura y simplemente un aficionado a la paradoja, ya que estaba profundamente convencido de que la Luna no giraba sobre sí misma, siendo su objetivo astronómico principal el convencer a los demás, especialmente a los jóvenes no endurecidos en la creencia contraria, de su grave error. A tal fin hizo diagramas, construyó modelos y escribió poemas, soportando con heroica entereza el continuo contratiempo de que nada de ello le sirviese de aval. Sin embargo, realizó un trabajo excelente al margen de esta desafortunada incomprensión».
El número de astrónomos norteamericanos durante ese período era muy pequeño. Las reglas de la Sociedad Astronómica y Astrofísica de América exigían para su constitución un quórum de veinte miembros. En el año 1900 sólo existían en los Estados Unidos nueve doctores en astronomía. En ese mismo año se otorgaron cuatro doctorados: dos en la Universidad de Columbia, G. N. Bauer y Carolyn Furness; uno en la Universidad de Chicago, Forest Ray Moulton; y uno en la Universidad de Princeton, Henry Morris Russell.
Una idea de lo que por entonces se consideraba un trabajo científico importante la pueden dar los premios que se otorgaban. E. E. Barnard recibió la Medalla de Oro de la Royal Astronomical Society en parte por el descubrimiento de la luna joviana Júpiter 5 y por sus fotografías astronómicas con una máquina de retratar. Sin embargo, el vapor que le conducía se vio envuelto en una tormenta en el Atlántico, no logrando llegar a tiempo para la ceremonia. Necesitó varios días para recuperarse de la tormenta, razón por la cual la hospitalidad de la RAS le ofreció una segunda cena. Al parecer, el discurso de Barnard debió ser espectacular, llegando a utilizar un medio audiovisual de reciente creación, el proyector de diapositivas.
A propósito de una de sus fotografías de la región de la Vía Láctea próxima a Theta Ophiuchus, puntualizó que «todo el fondo de la Vía Láctea… presenta un substrato de materia nebulosa» (mientras tanto, H. K. Palmer afirmaba no encontrar nebulosidad en sus fotografías del cúmulo globular M13). Barnard, que era un excelente observador visual, planteó serias dudas a la concepción de Percival Lowell de un planeta Marte habitado y repleto de canales. En la respuesta de agradecimiento a Barnard por su discurso, el presidente de la Royal Astronomical Society, sir Robert Ball, manifestó su inquietud por ello diciendo que, a partir de entonces, «debería considerar los canales con cierta prevención y no sólo eso, también los mares (de Marte, las áreas oscuras) habían quedado parcialmente en entredicho. Tal vez las experiencias recientes en el Atlántico de nuestro invitado puedan explicar algo de esta desconfianza». Las ideas de Lowell no encontraban entonces demasiado eco en Inglaterra, como se hacía saber también en Observatory. Respondiendo a una pregunta sobre los libros que más le habían gustado e interesado en 1896, el profesor Norman Lockyer respondió: «Marte, de Percival Lowell y Sentimental Tommy, de J. M. Barrie (no requieren tiempo para leerlos con seriedad).»
Los premios de astronomía otorgados en 1898 por la Academie Francaise correspondieron a Seth Chandler, por el descubrimiento de la variación de la latitud; a Belopolsky, en parte por sus estudios sobre las estrellas binarias espectroscópicas; y a Schott, por su trabajo sobre el magnetismo terrestre. Hubo también un concurso en el que se premió el mejor tratado sobre «la teoría de las perturbaciones de Hiperión», una de las lunas de Saturno. Según las referencias, «el único ensayo presentado fue el del Dr. G. W. Hill, de Washington, a quien le fue otorgado el premio».
La Medalla Bruce de la Sociedad Astronómica del Pacifico fue otorgada al Dr. Arthur Auwers, de Berlín, en 1899. En el discurso con motivo de la concesión se decía lo siguiente: «En la actualidad Auwers se sitúa a la cabeza de la astronomía alemana. Su persona plasma el tipo más completo de investigador de nuestro tiempo, posiblemente mejor desarrollado en Alemania que en cualquier otro país. El trabajo de hombres de este estilo se caracteriza por una investigación cuidadosa y concienzuda, una infatigable actividad en la acumulación de datos, prudencia al proponer nuevas teorías o explicaciones y, por encima de todo, la ausencia de todo esfuerzo por conseguir el reconocimiento de los demás, siendo el primero en llevar a cabo un descubrimiento». En 1899, la Medalla de Oro Henry Draper de la Academia Nacional de Ciencias fue otorgada por primera vez en siete años. La obtuvo Keeler. En 1898, Brooks, cuyo observatorio se encontraba en Geneva, New York, anunció el descubrimiento de su vigésimo primer cometa —del que Brooks dijo que le permitía «alcanzar su mayoría de edad». Poco después le fue concedido el Premio Lalande de la Academie Francaise por su plusmarca de planetas descubiertos.
En 1897, a raíz de una importante exposición en Bruselas, el gobierno belga ofreció unos premios por la solución de varios problemas astronómicos. Entre esos problemas figuraba el del valor numérico de la aceleración producida por la gravedad en la Tierra, el de la aceleración secular de la Luna, el movimiento global del sistema solar a través del espacio, la variación de la latitud, la fotografía de las superficies planetarias y la naturaleza de los canales de Marte. Un último tema consistía en el invento de un método para la observación de la corona solar en ausencia de eclipse. Monthly Notices (20:145) comentaba: «…si este premio en metálico induce a alguien a resolver este último problema o, de hecho, cualquiera de ellos, el dinero estará bien gastado».
Sin embargo, al leer los artículos científicos de la época, da la impresión de que el foco de interés se había desplazado hacia otros temas distintos de los propuestos para los premios. Sir William y lady Huggins hicieron unas experiencias de laboratorio que indicaban que a presiones bajas el espectro de emisión del calcio presentaba sólo las rayas llamadas H y K. La conclusión que sacaron es la de que el Sol estaba compuesto principalmente por hidrógeno, helio, «coronio» y calcio. Huggins había establecido previamente una secuencia espectral de las estrellas, que consideraba evolutiva. La influencia de Darwin en las ciencias era muy intensa por aquella época y, entre los astrónomos norteamericanos, el trabajo de T. J. J. See estaba especialmente impregnado de una perspectiva darwiniana. Resulta interesante comparar la secuencia espectral de Huggins con los tipos espectrales de Morgan-Keenan, utilizados en la actualidad:
Aquí puede verse el origen de los términos «inicial» y «final» referidos a los tipos espectrales, hecho que refleja el espíritu darwiniano de la ciencia de la última época victoriana. Queda claro que aquí se trata de una gradación de tipos espectrales y se sientan los inicios —posteriormente desarrollados a través del diagrama de Hertzsprung-Russell— de las modernas teorías de la evolución estelar.
Secuencia espectral estelar de Huggins Orden de edad creciente Estrella (y tipo espectral moderno entre paréntesis) Joven Sirio (A1V) Vega (A0V) ............ ............ Altair (A7 IV-V) Rigel (B8Ia) Deneb (A2Ia) ............ ............ Capela (G8, G0) Sol (G0) Arturo (K1 III) Aldebarán (K5 III) Vieja Betelgeuse (M2 I) Nota: La secuencia espectral estelar moderna va desde tipos espectrales «iniciales» a «finales», como O, B, A, F, G, K, M. Huggins acertó casi plenamente.
Durante esa época se produjeron avances fundamentales en física, y los lectores de ApJ. eran informados de ellos gracias a la reimpresión de resúmenes de artículos importantes. Las experiencias seguían realizándose conforme a las leyes básicas de la radiación. En algunos artículos, el nivel de elaboración física no era de gran calibre como por ejemplo, en un artículo aparecido en PASP (11:18) en el que se calcula el momento lineal de Marte como el producto de la masa del planeta por la velocidad lineal de la superficie. Finalizaba diciendo que «el planeta, exceptuando el casquete, tiene un momento de 183 y 3/8 septillones de pies-libras». Evidentemente, la notación potencial de los grandes números no estaba muy difundida.
En esa misma época se publican las curvas de luz visuales y fotográficas de, por ejemplo, las estrellas de M5, así como los resultados de las experiencias con filtros fotográficos realizadas por Keeler con Orión. Un tema muy interesante era el de la evolución temporal en astronomía, que debió generar por aquel entonces tanto entusiasmo como lo producen hoy los púlsares, los quásares y las fuentes de rayos X. Se publicaron muchos estudios sobre las velocidades variables en la línea de visión, a partir de las cuales se dedujeron las órbitas de las binarias espectroscópicas, así como las variaciones periódicas de la velocidad aparente de Omicron Ceti, a partir del corrimiento Doppler de la raya H gamma y otras rayas espectrales.
Ernest F. Nichols hizo las primeras mediciones en infrarrojo de estrellas en el Observatorio Yerkes. En el estudio se concluye: «No recibimos de Arturo más calor del que nos proporcionaría una vela a una distancia de 5 ó 6 millas». No se proporciona ningún otro cálculo. Las primeras observaciones experimentales de la opacidad infrarroja del anhídrido carbónico y del vapor de agua las realizaron en esa época Rubens y Aschkinass, quienes descubrieron básicamente la fundamental del anhídrido carbónico a 15 micras y el espectro de rotación puro del agua.
Existe una espectroscopia fotográfica preliminar de la Nebulosa de Andrómeda realizada por Julius Scheiner en Potsdam, Alemania, de la que deduce correctamente que «la sospecha previa de que las nebulosas espirales son cúmulos estelares se ha elevado al rango de certeza». A modo de ejemplo del grado de crítica personal tolerado en ese tiempo, podría citarse el siguiente párrafo de un artículo de Scheiner en el que se critica a W. W. Campbell: «En el número de noviembre del Astrophysical Journal, el profesor Campbell ataca, con gran indignación, algunas de mis observaciones críticas sobre sus descubrimientos… Esa sensibilidad es tanto más sorprendente cuanto que se da en alguien muy dado a censurar severamente a los demás. Es más, un astrónomo que observe con frecuencia fenómenos que otros no pueden ver, y es incapaz de ver aquellos que otros ven, debe mostrarse dispuesto a ver contestadas sus opiniones. Si, como se lamenta el profesor Campbell, he dado un único ejemplo para fundamentar mi opinión, es porque la cortesía me impedía añadir otro. A saber, que el profesor Campbell no puede percibir las rayas del vapor de agua del espectro de Marte que fueron observadas por Huggins y Vogel en primer lugar y, después de que Mr. Campbell pusiera en duda su existencia, fueron observadas e identificadas con plena certeza por el Profesor Wilsing y por mí mismo». La cantidad de vapor de agua en la atmósfera marciana de la que hoy se tiene conocimiento hubiese sido imposible de detectar con los métodos espectroscópicos en uso en aquella época.
La espectroscopia constituía un elemento dominante en la ciencia de finales del siglo XIX. Ap. J. iba publicando el espectro solar de Rowland, que abarcaba 20 000 longitudes de onda, cada una de ellas con siete cifras significativas. Publicó también una importante reseña necrológica de Bunsen. Da vez en cuando, los astrónomos quedaban maravillados ante la extraordinaria naturaleza de sus descubrimientos: «Es sencillamente increíble que la débil luz centelleante de una estrella pueda ser tal que produzca ese registro autográfico de sustancia y condición del astro inconcebiblemente alejado». Un tema importante de debate en Astrophysical Journal era el de si los espectros debían presentarse con el rojo a la izquierda o hacia la derecha. Los partidarios del rojo a la izquierda mencionaban la analogía del piano (en el que las frecuencias elevadas están a la derecha), pero Ap. J. optó resueltamente por el rojo a la derecha. Quedaba un cierto margen para llegar a un compromiso sobre si el rojo tenía que escribirse en la parte superior o en la inferior, en las listas de longitudes de onda. Los ánimos se encresparon y Huggins llegó a escribir que «cualquier cambio… sería poco menos que intolerable". Pero Ap. J. acabó imponiéndose.
Otra discusión importante de aquel período versaba sobre la naturaleza de las manchas solares. G. Johnstone Stoney propuso que se debían a una capa de nubes condensadas en la fotosfera del Sol. Pero Wilson y Fitz-Gerald pusieron la objeción de que no se podían concebir condensaciones a esas temperaturas tan elevadas, a menos que fuesen de carbono. En lugar de ello sugirieron, de forma muy vaga, que las manchas solares se debían a «la reflexión por flujos convectivos de gas». Evershed tuvo una idea más ingeniosa; era de la opinión de que las manchas solares eran agujeros en la fotosfera exterior del Sol, que nos permitían ver profundidades mayores y más calientes. Pero, ¿por qué son negras? Propuso que toda la radiación estaba corrida del espectro visible al ultravioleta inaccesible. Evidentemente, todo esto se discutía antes de que se entendiese la distribución de Planck de la radiación de un cuerpo caliente. En esa época no se creía imposible que las distribuciones espectrales de los cuerpos negros de distintas temperaturas se cruzasen entre sí; de hecho, algunas curvas experimentales de entonces ponían de manifiesto esa propiedad —producida, como sabemos ahora, por las diferencias en las capacidades de emisión y absorción.
Ramsay acababa de descubrir el elemento kriptón, del que se decía que presentaba catorce rayas espectrales detectables, una de ellas a 5570 angstroms, coincidente con «la raya principal de la aurora». E. B. Frost dedujo: «Así, parece ser que el verdadero origen de la hasta ahora perturbadora raya ha sido descubierto». Más adelante quedó establecido que se debía al oxígeno.
Se publicaron muchos artículos sobre diseño de instrumentos, siendo uno de los más interesantes uno de Hale. En enero de 1897 sugirió que se necesitaban tanto los telescopios refractores como los reflectores, pero advertía que se estaba produciendo una cierta tendencia hacia los reflectores, en concreto hacia los telescopios coudé ecuatoriales. En una memoria histórica, Hale menciona que el Observatorio Yerkes disponía de una lente de 40 pulgadas por la sencilla razón de que un plan previo de construcción de un gran refractor cerca de Pasadena, California, había sido cancelado. Me pregunto cuál hubiese sido la historia de la astronomía caso de no haberse cancelado dicho plan. Resulta curioso, pero Pasadena parece haberse ofrecido a la Universidad de Chicago para situar allí el Observatorio Yerkes. Hubiese sido un gran viraje para 1897.
A finales del siglo XIX, los estudios acerca del sistema solar exhibían la misma mescolanza de promesas futuras y confusión habitual que los trabajos relacionados con las estrellas. Uno de los artículos más sobresalientes de la época, debido a Henry Norris Russell, lleva por título «La atmósfera de Venus». Se trata de una discusión sobre la extensión de los cuernos de Venus creciente, basada parcialmente en las observaciones del propio autor con el telescopio buscador de 5 pulgadas del «gran ecuatorial» del Observatorio Halsted en Princeton. Tal vez el joven Russell no se encontraba todavía totalmente a sus anchas manejando telescopios mayores en Princeton. La esencia del análisis es correcta a la luz de los conocimientos actuales. Russell dedujo que la refracción de la luz solar no era la causante de la extensión de los cuernos y que la causa habla que buscarla en la difusión de la luz solar: «…la atmósfera de Venus, como la nuestra, contiene en suspensión partículas de polvo o niebla de algún tipo y… lo que vemos es la parte superior de esa atmósfera brumosa, iluminada por los rayos que han pasado cerca de la superficie del planeta». Más adelante afirma que la superficie aparente puede ser una densa capa de nubes. La altura de la bruma se calcula en 1 km aproximadamente por encima de lo que ahora llamaríamos el estrato de nubes principal, un número que concuerda con la fotografía del limbo hecha por el vehículo espacial Mariner 10. Russell pensaba, basándose en los trabajos de los demás, que existían indicios espectroscópicos de la existencia de vapor de agua y oxígeno en la tenue atmósfera de Venus. Pero la esencia de su argumento ha resistido francamente bien los embates del tiempo.
William H. Pickering descubría Foebe, el satélite más exterior de Saturno, y Andrew E. Douglass, del Observatorio Lowell, publicaba sus observaciones de Júpiter 3, que le inducían a afirmar que éste gira sobre sí mismo en una hora menos que su período de revolución, conclusión incorrecta en una hora.
Otros que se dedicaron a determinar períodos de rotación no tuvieron tanto éxito. Por ejemplo, un tal Leo Brenner observaba desde el Observatorio Manora, en un lugar llamado Lussinpiccolo. Brenner criticó duramente la estimación efectuada por Percival Lowell del período de rotación de Venus. Brenner comparaba dos dibujos de Venus en luz blanca hechos por dos personas distintas con una diferencia de tiempo de cuatro años; de ahí dedujo un período de rotación de 23 horas, 57 minutos y 36,37728 segundos, período que se correspondía con el significado de sus dibujos «más precisos». Por eso Brenner consideraba incomprensible que alguien fuese todavía partidario del período de rotación de 224,7 días y deducía que «un observador con poca experiencia, un telescopio poco adecuado, un ocular mal escogido, el pequeñísimo diámetro del planeta, observado con una potencia insuficiente, y una declinación baja, todos estos factores explicaban los peculiares dibujos de Mr. Lowell». Como es evidente, la verdad no se encuentra entre los extremos de Lowell y Brenner, sino del otro lado de la escala, con un signo menos: un período retrógrado de 243 días.
En otra comunicación, herr Brenner afirma: «Caballeros: Tengo el honor de informarles que la Sra. Manora ha descubierto una nueva división del sistema de anillos de Saturno», de lo que deducimos que existe una cierta Sra. Manora en el Observatorio Manora en Lussinpiccolo y que lleva a cabo observaciones junto a herr Brenner. A continuación describe la igual importancia de las divisiones de Encke, Cassini, Antoniadi, Struve y Manora. Tan solo las dos primeras han superado la prueba del tiempo. Herr Brenner parece haberse desvanecido con las nieblas del siglo XIX.
En la segunda conferencia de astrónomos y astrofísicos celebrada en Cambridge se presentó un trabajo con la «sugerencia» de que la rotación de los asteroides, caso de darse, podía deducirse de una curva de luz. Pero no se pudo encontrar ninguna variación del brillo con el tiempo y Henry Parkhurst sentenció: «Creo que se puede desechar tranquilamente la teoría». En la actualidad, se considera piedra de toque de los estudios sobre asteroides.
En una discusión acerca de las propiedades térmicas de la Luna, realizada al margen de la ecuación unidimensional de la conducción térmica, basada en mediciones de laboratorio sobre la emisividad, Frank Very dedujo que una temperatura lunar típica de día es de unos 100° C, exactamente la respuesta acertada. Vale la pena citar textualmente: «Sólo el más horrible de los desiertos terrestres donde la arena incandescente levanta ampollas en la piel y los hombres, los animales y los pájaros caen muertos, logra aproximarse a la superficie sin nubes de nuestro satélite a mediodía, solo las latitudes polares más extremas pueden tener una temperatura soportable de día y, ni que decir tiene, que tendríamos que convertirnos en trogloditas para resistir, de noche, el intensísimo frío». Algunos estilos de exposición son muy particulares.
A principios de la década, Maurice Loewy y Pierre Puiseux, del Observatorio de París, habían publicado un atlas de fotografías lunares, cuyas consecuencias teóricas fueron discutidas en Ap. J. (5:51). El grupo de París propuso una nueva teoría volcánica sobre el origen de los cráteres lunares, arroyos y otras formas topográficas, teoría que posteriormente fue criticada por E. E. Barnard, después de haber examinado el planeta con el telescopio de 40 pulgadas. A su vez, Barnard fue criticado por la Royal Astronomical Society, y así sucesivamente. Uno de los argumentos de ese debate era de una simplicidad decepcionante: los volcanes producen agua; no hay agua en la Luna; por tanto, los cráteres lunares no son volcánicos. Aun cuando la mayoría de los cráteres lunares no son volcánicos, ese no es un argumento convincente, ya que pasa por alto la posibilidad de depósitos de agua. Las conclusiones de Very acerca de la temperatura de los polos lunares podrían haber servido para algo más. Allí, el agua se congela a partir de la escarcha. La otra posibilidad es que el agua pueda escaparse de la Luna y fluya hacia el espacio.
Este hecho fue reconocido por Stoney en un notable artículo titulado «De las atmósferas en planetas y satélites». Dedujo que no podía existir atmósfera en la Luna debido a la gran facilidad de escape de los gases al espacio, a causa de la baja gravedad lunar, ni cualquier construcción importante de los gases más ligeros, hidrógeno y helio, en la Tierra. Estaba convencido de que no existía vapor de agua en la atmósfera de Marte y de que ésta y los casquetes eran posiblemente de dióxido de carbono. Dedujo que cabría esperar hidrógeno y helio en Júpiter y que Tritón, la luna mayor de Neptuno, podía tener una atmósfera. Cada una de esas conclusiones está de acuerdo con los descubrimientos u opiniones actuales. También dedujo que Titán no debía tener aire, una predicción con la que están de acuerdo algunos teóricos modernos, aunque Titán parece tener otro punto de vista al respecto (ver capítulo 13).
A lo largo de ese período, se producen también algunas especulaciones más que sorprendentes, como la propuesta del Rev. J. M. Bacon en el sentido de que valdría la pena llevar a cabo observaciones astronómicas desde grandes altitudes, desde un globo libre, por ejemplo. Sugirió que, por lo menos, tendría dos ventajas: mejor visión y espectroscopia ultravioleta. Más adelante, Goddard propondría pruebas parecidas desde observatorios instalados en cohetes (capitulo 18).
Hermann Vogel había encontrado previamente, por espectroscopia ocular, una banda de absorción de 6183 Å en el cuerpo de Saturno. Posteriormente, la International Color Photo Company de Chicago obtuvo unas placas fotográficas de tanta calidad que en estrellas de magnitud cinco podían detectarse longitudes de onda tan largas como la raya H alfa en el rojo. La nueva emulsión se utilizó en Yerkes, y Hale explicó que no aparecía por ningún lado la banda de 6183 Å en los anillos de Saturno. Hoy se sabe que la banda se encuentra a 6190 Å y se trata de la 6v3 del metano.
Otro tipo de reacción a los escritos de Percival Lowell aparece en el discurso de James Keeler en la inauguración del Observatorio Yerkes:
Es de lamentar que la habitabilidad de los planetas, tema sobre el que los astrónomos afirman no conocer demasiado, se haya elegido como motivo de inspiración del novelista, para quien la distancia entre habitabilidad y habitantes es muy pequeña. El resultado de esa ingenuidad es que lo real y lo ficticio quedan indisolublemente unidos en la mente del profano, quien aprende a considerar la comunicación con los habitantes de Marte como un proyecto que merece ser considerado seriamente (por el que incluso puede desear dar dinero a ciertas sociedades científicas), desconociendo que dicho proyecto es una extravagancia para los mismos hombres cuyo trabajo ha excitado la imaginación del novelista. Cuando [el profano] alcanza a comprender el verdadero estado de nuestros conocimientos en esos temas, queda muy desilusionado y con un cierto resentimiento hacia la ciencia, como si ésta le hubiese sido impuesta. La ciencia no es la responsable de esas ideas erróneas que, al no disponer de una base sólida, gradualmente van desvaneciéndose y siendo olvidadas.
El discurso de Simon Newcomb en esa ocasión contiene algunas observaciones un tanto idealistas, pero de interés general para el empeño científico:
¿Se ve motivado el hombre hacia la exploración de la Naturaleza por una pasión insuperable, para ser más envidiado o compadecido? En ninguna otra empresa consigue tanta certeza aquel que la merece. Ninguna vida es tan agradable como la de quien dedica sus energías a seguir los impulsos interiores de la propia personalidad. El investigador de la verdad está poco sujeto a las desilusiones que encuentra el ambicioso en otros campos de actividad. Es agradable pertenecer a esa hermandad que se extiende por todo el mundo en la que no existe la rivalidad, excepto la que se produce al intentar hacer un trabajo mejor que el de los demás, mientras que la admiración mutua cierra el camino a los celos… Así como el capitán de una industria se ve estimulado por el amor a la riqueza y el político por el amor al poder, el astrónomo se ve estimulado por el amor al conocimiento en sí mismo y no por sus posibles aplicaciones. Y se muestra orgulloso de saber que su ciencia tiene más valor para la humanidad que el coste de ella. Se da cuenta de que el hombre no puede vivir solamente de pan. Y si no es más que pan el conocer el lugar que ocupamos en el universo, sin lugar a dudas es algo que tendríamos que colocar muy cerca de los medios de subsistencia.
Después de leer las publicaciones astronómicas de hace tres cuartos de siglo, he sentido la tentación irresistible de imaginar cómo será la reunión del 150° aniversario de la Sociedad Astronómica de América —o cualquiera que sea el nombre que haya adoptado por entonces— y de anticipar como será enjuiciado nuestro trabajo actual.
Al recorrer la literatura de finales del siglo XIX nos hacen sonreír algunos de los debates en torno a las manchas solares y nos impresiona el hecho de que el efecto Zeeman no fuese considerado como una curiosidad de laboratorio sino como algo a lo que los astrónomos debían dedicar una considerable atención. Esas dos madejas se entremezclaron unos años más tarde con el descubrimiento, por parte de G. E. Hale, de campos magnéticos de gran intensidad en las manchas solares.
De la misma manera, encontramos innumerables artículos en los que se asume la existencia de una evolución estelar, aunque su naturaleza permaneciera desconocida, en la que la contracción gravitatoria de Kelvin-Helmholtz era la única posible fuente de energía considerada en las estrellas, siendo así que la energía nuclear quedaba por descubrir. Pero al mismo tiempo, y a veces en el mismo volumen de Astrophysical Journal, se hacen referencias al curioso trabajo sobre radiactividad que estaba llevando a cabo en Francia un científico llamado Becquerel. Nuevamente aparecen aquí dos madejas aparentemente independientes que van creciendo durante esos años, y que están destinadas a entremezclarse cuarenta años más tarde.
Existen muchos otros ejemplos relacionados; por ejemplo, en la interpretación de series de espectros de elementos distintos del hidrógeno obtenidas con el telescopio y las buscadas en el laboratorio. La nueva física y la nueva astronomía eran aspectos complementarios de una ciencia que estaba naciendo, la astrofísica.
En consecuencia, parece lógico pensar que muchos de los debates actuales más profundos —por ejemplo, sobre la naturaleza de los quásares, o las propiedades de los agujeros negros o la geometría de emisión de los púlsares— están abocados a entremezclarse con nuevos avances de la física. Si la experiencia de lo ocurrido hace setenta y cinco años puede servirnos de algo, hay poca gente en la actualidad que intuya mínimamente qué física ha de unirse a qué astronomía. Y unos años más tarde, esa conexión se considerará evidente.
En la literatura astronómica del siglo XIX encontramos también una serie de casos en los que los métodos de observación o sus interpretaciones no tienen nada que ver con lo aceptado en la actualidad. Uno de los peores ejemplos es el de la deducción de períodos planetarios con diez cifras significativas a base de la comparación de dos dibujos realizados por personas distintas, dibujos de elementos que hoy sabemos que son irreales. Pero había muchos otros entre los que destaca una plétora de «mediciones de estrellas dobles» de objetos muy separados entre sí, básicamente estrellas no relacionadas desde un punto de vista físico; una fascinación por la presión y otros efectos sobre las frecuencias de las rayas espectrales, cuando nadie prestaba atención al análisis de las curvas de crecimiento; unos debates corrosivos sobre la presencia o ausencia de tal o cual sustancia sobre la base únicamente de la espectroscopia ocular.
También resulta curiosa la dispersión de la física en la astrofísica de finales de la época victoriana. Sólo se encuentra una física moderadamente elaborada en la óptica geométrica y física, en los procesos fotográficos y en la mecánica celeste. La elaboración de teorías de la evolución estelar basadas en los espectros estelares, sin gran preocupación por la dependencia de la excitación y la ionización respecto a la temperatura, o el intento de calcular la temperatura subsuperficial de la Luna sin resolver la ecuación de transporte del calor de Fourier, me parecen poco menos que fantásticos. Al ver las elaboradas representaciones empíricas de los espectros en el laboratorio, el lector moderno empieza a impacientarse por la llegada de Bohr, Schrödinger y sus sucesores, y por el desarrollo de la mecánica cuántica.
Me pregunto cuántos de nuestros debates actuales y de nuestras más encumbradas teorías aparecerán rotuladas, desde la perspectiva del año 2049, como observaciones falsas, potencias intelectuales indiferentes o conocimientos físicos inadecuados. Tengo la impresión de que en la actualidad somos más autocríticos de lo que lo eran los científicos en 1899; de que, debido al mayor número de astrónomos, comprobamos mutuamente nuestros resultados más a menudo; y de que, en parte debido a la existencia de organizaciones como la Sociedad Astronómica de América, los niveles de intercambio y discusión de los resultados se han elevado sustancialmente. Espero que nuestros colegas de 2049 estén de acuerdo con ello.
El adelanto más importante entre 1899 y 1974 es el tecnológico. Pero en 1899 ya se había construido el mayor refractor del mundo, que sigue siendo el mayor refractor del mundo. Ahora comienza a hablarse de un reflector de 100 pulgadas de apertura. Sólo hemos mejorado esa apertura en un factor dos en todos esos años. Pero, ¿qué hubiesen podido hacer nuestros colegas de 1899 —vivieron después de Hertz, pero antes de Marconi— con el Observatorio de Arecibo, o con la interferometría de separación muy amplia (VLBI)? ¿Saldar el debate sobre el período de rotación de Mercurio mediante espectroscopia de radar Doppler? ¿Comprobar la naturaleza de la superficie lunar trayendo alguna muestra a la Tierra? ¿Insistir en el problema de la naturaleza y la habitabilidad de Marte enviando un satélite orbital durante todo un año, capaz de enviar 7200 fotografías del planeta a la Tierra, cada una de ellas de mejor calidad que las fotografías de la Luna realizadas en 1899? ¿Comprobar los modelos cosmológicos con espectroscopia ultravioleta orbital del deuterio interestelar, cuando ni los modelos a comprobar, ni la existencia del átomo que permite comprobarlos eran conocidos en 1899, ni mucho menos la técnica de observación?
Es claro que en los últimos setenta y cinco años la astronomía mundial han avanzado enormemente, incluso más allá de las especulaciones más románticas de los astrónomos victorianos. ¿Y en los próximos setenta y cinco años? Podemos apuntar algunas predicciones muy pedestres. Habremos examinado por completo el espectro electromagnético desde los rayos gamma muy cortos hasta las ondas de radio bastante largas. Habremos enviado vehículos no tripulados a todos los planetas y a la mayoría de los satélites del sistema solar. Habremos enviado algún vehículo espacial hacia el Sol para hacer cálculo estructural estelar experimental, empezando tal vez —debido a las bajas temperaturas— con las manchas solares. A Hale le hubiese gustado eso. Creo posible que dentro de setenta y cinco años hayamos lanzado algún vehículo espacial subrelativista hacia las estrellas próximas, vehículo capaz de desplazarse aproximadamente a una décima parte de la velocidad de la luz. Entre otras cosas, dichas misiones nos permitirán examinar directamente el medio interestelar y nos proporcionarán una separación mayor para la VLB I de la que podemos imaginar hoy. Tendremos que inventar alguna palabra que supere a muy, tal vez «ultra». La naturaleza de los púlsares, los quásares y los agujeros negros será bien conocida por entonces, así como las respuestas a algunas de las preguntas cosmológicas más profundas. Incluso es posible que hayamos abierto algún canal regular de comunicación con civilizaciones de otros planetas y otras estrellas y que los últimos descubrimientos en astronomía, así como los de otras muchas ciencias, nos lleguen desde alguna especie de «Enciclopedia Galáctica» y nos sean transmitidos en flujos de información hasta una inmensa red de radiotelescopios.
Pero al leer la astronomía de hace setenta y cinco años, creo muy probable que, a excepción del contacto interestelar, estos avances, aun siendo muy interesantes, serán considerados propios de una astronomía de viejo estilo y que las fronteras reales y el interés principal de la ciencia se situarán en áreas que dependan de la nueva física y la nueva tecnología, que sólo podemos intuir vagamente en la actualidad.