¿Se está encogiendo el Sol?

¿Qué alimenta la energía del Sol?

El siglo XIX vio la primera explicación científica sobre la energía del sol. William Thomson (Lord Kelvin) y Hermann von Helmholtz propusieron que el sol deriva su energía de la conversión de la energía potencial gravitatoria. Este proceso (ahora llamado el mecanismo de Kelvin-Helmholtz) haría que el sol se encogiera lentamente, pero la contracción sería tan gradual que sería casi indetectable. El mecanismo de Kelvin-Helmholtz es un modelo viable, y los astrónomos creen que todas las estrellas derivan al menos parte de su energía de este mecanismo en ciertas etapas. Sin embargo, los científicos en general rechazaron el modelo de Kelvin-Helmholtz hacia finales del siglo XIX, ya que sólo podía dar energía al sol como “máximo” 30 millones de años. En ese momento, muchos científicos estaban comprometidos con la evolución geológica y biológica gradual, procesos que requerían mucho más tiempo del que permitiría el mecanismo de Kelvin-Helmholtz.

Si la conversión de la energía potencial gravitacional no potencia al sol, entonces ¿qué lo hace? A principios del siglo XX, los astrónomos comenzaron a sugerir algún tipo de fuente de energía nuclear para el sol. Con el tiempo, el conocimiento creciente de la física nuclear reveló que la fusión de hidrógeno en helio en el núcleo solar es la fuente más probable de la energía del sol. El sol contiene abundante hidrógeno como combustible, y de la física sabemos que las condiciones en el núcleo solar son suficientes para sostener la fusión de hidrógeno en helio. Si ésta es la fuente de la energía del sol, podría alimentar al sol durante casi 10 mil millones de años.

Si el sol es alimentado por la gravedad en lugar de por una fuente nuclear, entonces el sol, y posiblemente la tierra, debe ser mucho más joven que los 4,5 mil millones de años que la mayoría de los científicos creen que lo son.

En 1979, dos científicos presentaron un breve artículo en una reunión de la Sociedad Astronómica Americana, en la cual revelaron evidencia que el sol podría estar encogiéndose. Los astrónomos inmediatamente se mostraron escépticos, lo que resultó en mucho debate. En consecuencia, surgieron argumentos y datos muy buenos que contradecían este resultado. Ignorando estos artículos posteriores, muchos creacionistas se apoyaron en la presentación original como evidencia de una creación reciente. Si el sol es alimentado por la gravedad en lugar de por una fuente nuclear, entonces el sol, y posiblemente la tierra, deben ser mucho más joven que los 4,5 mil millones de años que la mayoría de los científicos creen que lo son. Esto excluiría la evolución biológica y geológica que la mayoría de los científicos creen hoy en día. Pero, ¿estaba este artículo en lo correcto? La hipótesis del sol en encogimiento fue investigada a fondo en la literatura de la creación y fue hallado falto.

El problema del neutrino solar

En el camino se encontró otro dilema. Si el sol es alimentado por reacciones nucleares, sería bueno probar esto directamente. Sin embargo, estas reacciones ocurren en lo profundo del sol, cerca de su centro. Nosotros recibimos radiación de la superficie solar, de unos cientos de miles de kilómetros más arriba, por lo que no podemos observar directamente el núcleo solar. ¿O sí? Un subproducto de las reacciones nucleares del núcleo solar son pequeñas partículas fugaces llamadas neutrinos. Los neutrinos no interactúan fácilmente con otras materias. Por tanto, como los neutrinos solares se producen en el núcleo solar, fácilmente escapan del sol, pasando a través de las capas exteriores del sol como si no estuvieran allí. De ahí que los neutrinos solares lleguen a la Tierra unos ocho minutos después de haber sido creados en el núcleo solar.

Si podemos crear un detector de neutrinos solares aquí en la tierra, podemos medir directamente las reacciones nucleares que impulsan al Sol. Los detectores de neutrinos solares funcionan apilando la cubierta, por así decirlo, ensamblando grandes cantidades de material que son mucho más propensos a interactuar con los neutrinos. Sin embargo, sólo unos pocos neutrinos interactúan, con la mayoría de los neutrinos deslizándose sin ser detectados. Por nuestro conocimiento de la física del neutrino, podemos convertir el flujo medido de neutrinos solares en el flujo real. El primer experimento de neutrinos solares comenzó a operar hace medio siglo. Los primeros resultados indicaron que el sol produce sólo alrededor de un tercio de la cantidad prevista. Durante los siguientes 35 años, otros experimentos de neutrinos solares entraron en operación, y produjeron resultados similares. Esto se hizo conocido como el problema del neutrino solar: ¿Por qué producía el sol sólo un tercio de los neutrinos que se esperaba? Algunos creacionistas sugirieron que el problema del neutrino solar indicaba que el sol es joven. Si el sol deriva su energía sólo parcialmente de la fusión nuclear, entonces los otros dos tercios probablemente sean de la contracción gravitatoria. Pero ése es un estado inestable, a medida que se contraiga el sol, la tasa de fusión nuclear aumentará, dando cuenta finalmente de toda la energía solar. Esto podría suceder sólo si el sol fuera joven, y no así, si el sol tuviera más de algunas decenas de millones de años.

El problema del neutrino solar resuelto

Los científicos evolucionistas persiguieron otras explicaciones para el problema del neutrino solar. El modelo preferido de los neutrinos era que viajaban a la velocidad de la luz y no tenían masa en reposo. Sin embargo, una teoría alternativa era que los neutrinos tienen una masa muy pequeña y en consecuencia viajan ligeramente más lentos que la velocidad de la luz. Otra consecuencia de esta teoría alternativa es que los neutrinos oscilan entre los tres tipos. El sol produce sólo un tipo de neutrino, y los experimentos de neutrinos solares eran sensibles sólo a ese tipo. Pero si los neutrinos oscilan entre los tres tipos, entonces sólo alrededor de un tercio del tipo de neutrino producido por el sol estaría presente cuando llegara a la tierra, porque dos tercios se habrían convertido en los otros dos tipos. A los astrónomos les gustó la teoría alternativa de los neutrinos como la solución al problema de los neutrinos solares, pero a los físicos de las partículas les gustó el modelo preferido (convirtiéndolo así por definición en el modelo preferido) y pensaron que la teoría de los astrónomos del sol estaba errada. La resolución al problema del neutrino solar se dio en el 2001 cuando los investigadores encontraron la evidencia que la teoría alterna del neutrino era correcta después de todo. Esto significaba que estábamos detectando sólo un tercio de los neutrinos solares previstos, porque eso era todo lo que sobrevivía después de su viaje de ocho minutos desde el sol.

Puesto que coinciden los flujos de neutrinos del sol predichos y medidos, es claro que el sol deriva su energía de la fusión de hidrógeno en helio y no de la contracción gravitacional.

Con el problema del neutrino solar resuelto, no hay razón para dudar de que el sol deriva su energía de la fusión de hidrógeno en helio en su núcleo. De hecho, aunque los primeros experimentos de los neutrinos solares no pudieron confirmar directamente que estábamos recibiendo neutrinos del sol, experimentos posteriores demostraron convincentemente que así era. Esto se debe a que los primeros experimentos podían simplemente medir detecciones de neutrinos, pero no las direcciones en las que se movían los neutrinos. Sin embargo, los experimentos posteriores pudieron medir la dirección del viaje, y mostraron que los neutrinos se alejaban del sol. Puesto que coinciden los flujos de neutrinos del sol predichos y medidos, es claro que el sol deriva su energía de la fusión de hidrógeno en helio y no de la contracción gravitacional. Por tanto, instamos a los creacionistas a no usar la teoría del encogimiento del sol como evidencia para probar que el sol es joven.

Conclusión

Entonces, ¿indica la fuente nuclear del sol que el sol tiene miles de millones de años? De ninguna manera; la fuente de energía nuclear simplemente significa que el sol podría durar miles de millones de años, pero no que el sol tenga necesariamente esa cantidad de años. Un sol joven alimentado de energía nuclear puede ser más estable que un sol alimentado por el mecanismo de Kelvin-Helmholtz. Esto podría ser evidencia de diseño de Dios en el sol.