100 p¨¢ginas para entender el universo (abstenerse terraplanistas)
Un ensayo del f¨ªsico te¨®rico valenciano Iv¨¢n Agull¨® repasa los conceptos de la cosmolog¨ªa moderna y aclara que el Big Bang no es una explosi¨®n en un punto concreto
¡°Hace unos siglos circulaba la leyenda de que m¨¢s all¨¢ del horizonte de Finisterre la Tierra llegaba a su fin y uno encontrar¨ªa el abismo. El concepto del Big Bang recuerda a aquella leyenda. Este es un instante en el cual la historia del universo encuentra una frontera en el tiempo; no hay universo antes del Big Bang. Pero no debemos simplemente creer tal afirmaci¨®n, sino usar la ciencia te¨®rica y experimental para comprender si eso es cierto¡±. Esa es la advertencia principal que hace el f¨ªsico te¨®rico Iv¨¢n Agull¨® (Elche, 1980) en un libro que acaba de publicar, titulado M¨¢s all¨¢ del Big Bang (Debate), en el que repasa en apenas 100 p¨¢ginas y con un esp¨ªritu realmente divulgativo los conceptos m¨¢s complicados de la cosmolog¨ªa moderna. ¡°Titul¨¦ as¨ª este libro precisamente con la intenci¨®n de llamar la atenci¨®n de que puede haber universo antes del Big Bang. La ¨²nica teor¨ªa completa y consensuada que predice que el universo se origin¨® en el Big Bang es la Relatividad General de Albert Einstein. Pero tambi¨¦n sabemos que esta teor¨ªa deja de tener validez cerca del Big Bang. La raz¨®n es que esta no incluye los principios de la f¨ªsica cu¨¢ntica, y pensamos que la f¨ªsica cu¨¢ntica en aquellos instantes debi¨® jugar un papel fundamental. Hasta el propio Einstein afirm¨® de forma clara que uno no debe confiar en su teor¨ªa en los instantes cercanos al Big Bang¡±.
La raz¨®n es que los efectos de la f¨ªsica cu¨¢ntica no son importantes a escala cosmol¨®gica, salvo en dos circunstancias, cerca de los centros de los agujeros negros y en los instantes previos a la inflaci¨®n c¨®smica. ¡°En el resto del universo sabemos que la densidad de la materia es suficientemente baja para que los efectos cu¨¢nticos de la gravedad sean irrelevantes. Uno de los mensajes m¨¢s importantes que quiero comunicar en el libro, quiz¨¢s el m¨¢s importante, es que independientemente de cu¨¢ntas veces hayamos escuchado que el universo comenz¨® en el Big Bang, y que antes no hab¨ªa espacio ni tiempo, no tenemos evidencia cient¨ªfica alguna de ello. Tenemos que mantener la mente abierta y continuar investigando para comprender lo que ocurri¨®¡±. Aunque para los cient¨ªficos est¨¢ claro que, de existir, el Big Bang no fue una explosi¨®n en un lugar concreto del universo, sino un proceso que ocurri¨® en todo el cosmos simult¨¢neamente.
Agull¨® se licenci¨® y doctor¨® en la Universitat de Val¨¨ncia, y actualmente da clases e investiga en Louisiana State University (LSU). Ha recibido varios premios internacionales, entre ellos (en dos ocasiones) el de la Gravity Research Foundation ¨Cque han ganado cient¨ªficos como Stephen Hawking, Roger Penrose y varios premios Nobel¨C. Y ha redactado este volumen porque le apasiona su especialidad y es un enamorado de la divulgaci¨®n cient¨ªfica. ¡°Siempre he opinado que los libros de divulgaci¨®n tienen un nivel mayor del que deber¨ªan tener. Es normal, a los cient¨ªficos nos resulta muy complicado cambiar nuestro lenguaje¡±, explica Agull¨® el pasado 13 de marzo durante una llamada a trav¨¦s de Whatsapp desde Baton Rouge (Luisiana), adonde acababa de regresar despu¨¦s de que la alerta de la covid-19 diera al traste con la gira espa?ola de presentaci¨®n de su trabajo. ¡°Mi motivaci¨®n era hacer un libro de divulgaci¨®n de verdad, breve y con un lenguaje muy llano¡±.
Realmente lo ha conseguido. Ameno, inteligible y breve. Y adem¨¢s, sin f¨®rmulas. Era una tarea dif¨ªcil, pues muchos de los conceptos escapan a la l¨®gica cotidiana, parecen magia. Y quiz¨¢ el m¨¢s complicado, que a la vez es quiz¨¢ el m¨¢s importante de la cosmolog¨ªa actual, es el de la expansi¨®n c¨®smica. ¡°Todos lo hemos escuchado muchas veces: ¡®el universo se expande¡¯. Pero realmente entender qu¨¦ significa eso no es nada sencillo. Uno tiende a mirarlo desde fuera, imaginando el cosmos con un tama?o finito cuya frontera se va expandiendo en un contenedor m¨¢s grande. Pero esto claramente no es as¨ª, pues el universo es, por definici¨®n, todo aquello que existe, y por tanto no puede haber un contenedor que lo albergue. La expansi¨®n del universo solo tiene sentido mirarla desde dentro. Lo que significa la expansi¨®n es que dados un par de lugares cualquiera en el universo, por ejemplo la posici¨®n de dos galaxias lejanas, la distancia que los separa crece con el tiempo. Y no lo hace porque las galaxias se est¨¦n moviendo a trav¨¦s del espacio, sino porque el propio espacio entre ellas est¨¢ creciendo. Admito que es f¨¢cil de decir, pero dif¨ªcil de imaginar. Sin embargo, no tenemos duda alguna que esto es lo que ocurre¡±.
?l lo describe en el libro con un ejemplo, la cocci¨®n de un pastel infestado de hormigas, que se separan a medida que la masa crece en el horno: ¡°Ilustra bien la diferencia que hay entre moverse con la masa y moverse a trav¨¦s de la masa. Son cosas diferentes¡±. Y asegura que hay ciertas observaciones que permiten a los cient¨ªficos distinguir una cosa de otra: ¡°Todo lo que se dice en cosmolog¨ªa, aunque a veces suene un tanto esot¨¦rico, son cosas que se han comprobado de forma precisa, y cuando las afirmamos es por que tenemos evidencia¡±.
El investigador ilicitano forma parte de ese ej¨¦rcito de hormigas cient¨ªficas que se han alejado de su tierra. Y no porque quieran desplazarse. Lo que ha crecido a su alrededor, como aquella masa pastelera, es la falta de oportunidades para investigar en Espa?a. El sistema dicta que lo normal es irse a otras universidades por unos a?os para formarse antes de volver al pa¨ªs de origen. ¡°Yo es lo que hice, pero explot¨® la crisis econ¨®mica y, cuando fue la hora natural de volver, no hab¨ªa oportunidad para hacerlo¡±, se lamenta. Y aunque no ha perdido la esperanza del retorno, es consciente de que cuanto m¨¢s tiempo pase fuera m¨¢s improbable se vuelve: ¡°Yo tengo una hija que naci¨® aqu¨ª, e imagino que en alg¨²n momento me dir¨¢ que su pa¨ªs es este, y no encontrar¨¢ motivaci¨®n para salir de su pa¨ªs e ir a Espa?a¡±.
Agull¨® describe entusiasmado, tanto de palabra como con el tono de su libro, la homogeneidad del universo a escala macrosc¨®pica ¨C¡°otra de las grandes sorpresas¡±¨C, la presencia de la materia y la energ¨ªa oscuras descubiertas gracias al extra?o movimiento de estrellas y galaxias ¨C¡°el descubrimiento de las ondas gravitacionales nos va a abrir en el futuro una nueva forma de ver el cosmos¡±¨C, el concepto de singularidad matem¨¢tica unido inequ¨ªvocamente al Big Bang ¨C¡°las distancias tienden a cero y la gravedad se hace infinita; es un l¨ªmite que f¨ªsicamente deja de tener sentido¡±¨C, o la fascinaci¨®n que produce el selfie que el universo se hizo a s¨ª mismo hace unos de 13.400 millones de a?os, en referencia a la fotograf¨ªa obtenida a partir del fondo de radiaci¨®n c¨®smica, aquella que qued¨® cuando ¡°la materia, de forma bastante abrupta, se volvi¨® transparente y se desacopl¨® de la radiaci¨®n¡±.
Pero, sin duda, una de las teor¨ªas cient¨ªficas m¨¢s revolucionarias y que m¨¢s le atraen es la de que toda la materia se origin¨® de la nada. Eso s¨ª, la nada cu¨¢ntica. ¡°La elegancia y profundidad de esta idea hacen de ella la m¨¢s bella de toda la ciencia¡±, asegura Agull¨®. Y lo explica: ¡°El germen ya lo puso Erwin Schr?dinger hace poco menos de cien a?os. Pero en aquella ¨¦poca su idea no cuaj¨® porque no exist¨ªan las matem¨¢ticas necesarias para expresarla. A finales de los a?os sesenta, la investig¨® y explic¨®, ahora s¨ª con rigor matem¨¢tico, un cient¨ªfico llamado Leonard Parker, y hoy en d¨ªa estamos plenamente convencidos de que la expansi¨®n del universo puede crear pares de part¨ªculas desde el vac¨ªo. Nos referimos a este fen¨®meno como creaci¨®n espont¨¢nea de part¨ªculas. Parece magia, pero no lo es; es f¨ªsica cu¨¢ntica, que en cierto sentido se asemeja a la magia¡±.
BUSCA 'M?S ALL? DEL UNIVERSO'
Autor: Iv¨¢n Agull¨®.
Editorial: Debate, 2020.
Formato: tapa blanda (96 p¨¢ginas, 13,90 euros) y ebook (5,99 euros).
Y si suena sorprendente es porque, seg¨²n el investigador ilicitano, todos identificamos el vac¨ªo como algo de lo que no se puede extraer nada, como la ausencia de todo lo que existe. ¡°Pero la f¨ªsica cu¨¢ntica nos ha ense?ado que ese concepto no es m¨¢s que una idealizaci¨®n, y que en la naturaleza no existe nada as¨ª. Incluso el estado m¨¢s vac¨ªo que podemos conseguir difiere de la nada: existen fluctuaciones cu¨¢nticas, lo que significa que la energ¨ªa no puede ser exactamente igual a cero, sino que es inevitable que haya peque?as fluctuaciones de forma espont¨¢nea¡±.
Leyendo sobre esta idea, no hay duda de que la belleza es una constante en la cosmolog¨ªa. ¡°Todos los cient¨ªficos tenemos una intuici¨®n cuando buscamos teor¨ªas fundamentales: que el universo ha de ser simple, ha de ser elegante, ha de ser bonito en sentido matem¨¢tico¡±, argumenta Agull¨®. Y la verdad es que la cosmolog¨ªa no para de producir ideas fascinantes para el ser humano, que por naturaleza siempre se ha mostrado interesado por el universo. ¡°Es muy complicado encontrar a alguien que nunca haya sentido curiosidad por el cosmos. Incluso la palabra que nos define, anthropos, significa literalmente ¡®quien mira hacia arriba¡¯. El inter¨¦s por el cosmos se encuentra en nuestra propia definici¨®n como especie¡±.
Quiz¨¢ la excepci¨®n sean las personas que, incluso en el 2020, siguen creyendo que hay un Finisterre, que la Tierra es plana y termina de forma abrupta en el l¨ªmite o abismo que necesitan pensar. ¡°No hay nada peor que alguien que se niega a aprender. Los terraplanistas se basan en teor¨ªas conspiratorias, dicen que, por algunos intereses oscuros, los cient¨ªficos quieren hacer creer que la Tierra no es plana. Pero la ciencia se basa en evidencias, y no en creer o dejar de hacerlo. Una vez que las evidencias se presentan, si alguien no tiene inter¨¦s por prestarles atenci¨®n, ya no hay m¨¢s que discutir¡±, lamenta Agull¨®. El experto explica que es cierto que en el pasado la cosmolog¨ªa absorbi¨® conceptos religiosos y metaf¨ªsicos, pero ahora ya no es as¨ª: ¡°Hoy en d¨ªa la cosmolog¨ªa se basa en argumentos pura y estrictamente cient¨ªficos¡±. Y termina con un mensaje optimista: ¡°El futuro ser¨¢ fascinante, porque nos queda much¨ªsimo por aprender¡±.
LECTURAS RECOMENDADAS
Einstein para perplejos
Autores: Jos¨¦ Edelstein y Andr¨¦s Gomberoff.
Editorial: Debate, 2020.
Formato: tapa blanda (288 p¨¢ginas, 17,90 euros).
Iluminando el lado oscuro del universo
Autor: Roberto Empar¨¢n.
Editorial: Ariel, 2018.
Formato: tapa blanda (248 p¨¢ginas, 18,90 euros) y ebook (5,99 euros).
Astrof¨ªsica para gente con prisas
Autor: Neil deGrasse Tyson.
Traducci¨®n: Mar¨ªa del Carmen Rom¨¢n de la Pe?a.
Editorial: Paid¨®s, 2017.
Formato: tapa dura (240 p¨¢ginas, 18 euros) y ebook (5,99 euros).
Historia del tiempo
Autor: Stephen W. Hawking.
Traducci¨®n: Miguel Ortu?o Ort¨ªn.
Editorial: Alianza Editorial, 2011.
Formato: tapa blanda (288 p¨¢ginas, 13 euros).
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