"Exploramos el 'bang' del Big Bang"

La conversaci¨®n con Alan Guth puede producir fascinaci¨®n o v¨¦rtigo, tal vez, pero dif¨ªcilmente dejar¨¢ indiferente a alguien que en alg¨²n momento se haya parado a pensar en el universo. Sus ideas giran en torno a preguntas inmensas: ?C¨®mo pudo originarse absolutamente todo lo que existe, miles de millones de galaxias y estrellas y planetas... a partir de casi la nada, de una fracci¨®n de gramo de masa? ?C¨®mo empez¨® a crecer el universo? ?Por qu¨¦ el cosmos es c¨®mo lo observan ahora los astr¨®nomos? ?Se puede crear un universo en un laboratorio?

Guth, f¨ªsico de part¨ªculas y cosm¨®logo estadounidense, 59 a?os, profesor del Massachusetts Institute of Technology, propuso hace 25 a?os una idea, un mecanismo f¨ªsico llamado inflaci¨®n c¨®smica, que soluciona pegas graves de la teor¨ªa cl¨¢sica del Big Bang, de la gran explosi¨®n, a la hora de explicar por qu¨¦ el universo es como es. "La inflaci¨®n no niega en absoluto la teor¨ªa del Big Bang, sino que la complementa", afirma. Desde hace un cuarto de siglo, la hip¨®tesis inflacionaria ha ido consolid¨¢ndose y hoy gira en torno a ella gran parte de la cosmolog¨ªa te¨®rica y observacional m¨¢s avanzada. Los astr¨®nomos, mientras tanto, han encontrado m¨¢s y m¨¢s hechos observables que la apuntalan, pero siguen sin dar con una prueba definitiva. En conmemoraci¨®n del 25 aniversario de la propuesta, se ha celebrado ahora en Barcelona, organizado por Cosmocaixa, un simposio sobre la inflaci¨®n c¨®smica con la participaci¨®n de destacados f¨ªsicos que han desarrollado la idea inicial de Guth, incluido ¨¦l mismo.

"Lo sorprendente es que estamos elaborando teor¨ªas que abordan no minutos o segundos, sino las primeras fracciones min¨²sculas de segundo"

"Las condiciones que originaron nuestro universo no son ¨²nicas, y se pueden crear otros pr¨¢cticamente en cualquier momento"

"Me fascinan m¨¢s los temas b¨¢sicos, las leyes fundamentales de la naturaleza y c¨®mo ha llegado a ser el cosmos como es"

Pregunta: ?C¨®mo pueden los cient¨ªficos investigar los primeros instantes del universo, casi el origen de todo lo que existe?

Respuesta: No es f¨¢cil, y siempre est¨¢ la posibilidad de equivocarnos, pero nos basamos en las pruebas, en las observaciones de c¨®mo es hoy el universo. Tenemos mucha informaci¨®n al respecto y, a partir de ella, intentamos ir hacia atr¨¢s en el tiempo.

P. Todas las sociedades buscan explicaciones acerca del cosmos y de su origen. ?Qu¨¦ es lo que caracteriza la explicaci¨®n cient¨ªfica actual?

R. Lo que la hace ¨²nica es que intenta hacer predicciones cuantitativas derivadas de las descripciones te¨®ricas. Podemos medir, por ejemplo, la distancia de las galaxias lejanas en funci¨®n de la velocidad a la que se alejan de nosotros; medimos las irregularidades de densidad de la radiaci¨®n de fondo c¨®smica, que nos llega de todas las direcciones en el cielo y que creemos que es el resplandor del Big Bang. Esa radiaci¨®n es casi uniforme y se ha medido con una precisi¨®n de uno en 100.000, pero tambi¨¦n se han detectado las min¨²sculas irregularidades. Lo sorprendente es que no nos estamos remontando a los primeros minutos o segundos de la evoluci¨®n del universo, sino que elaboramos teor¨ªas que abordan las primeras fracciones min¨²sculas de segundo.

P. ?C¨®mo se siente un cient¨ªfico accede a esas etapas iniciales de todo lo que existe?

R. Aqu¨ª convergen dos campos: la f¨ªsica de part¨ªculas y la cosmolog¨ªa. Creo que estas son las cuestiones realmente fundamentales de la ciencia. No quiero decir que otros campos, como la biolog¨ªa o la neurociencia, o la qu¨ªmica... no sean importantes, todos ellos lo son. Pero personalmente me fascinan m¨¢s esos temas b¨¢sicos, las leyes fundamentales de la naturaleza y c¨®mo ha llegado a ser el universo como es.

P. ?Qu¨¦ es la teor¨ªa de la inflaci¨®n?

R. Es un giro m¨¢s en la teor¨ªa convencional del Big Bang, que realmente no dice nada del bang mismo, sino que es una descripci¨®n del universo desde poco despu¨¦s de la gran explosi¨®n hasta ahora. Por eso deja muchas cuestiones abiertas. Por supuesto la teor¨ªa convencional explica muchas cosas: c¨®mo se expande y se enfr¨ªa el universo primitivo, c¨®mo se sintetizan los elementos ligeros, c¨®mo la materia en el universo empieza a condensarse para acabar formando grupos de galaxias, galaxias, estrellas y despu¨¦s planetas. La inflaci¨®n va m¨¢s all¨¢, no intenta explicar a¨²n el origen mismo del universo porque arranca con algo de materia ya existente, pero.... suelo decir que la inflaci¨®n intenta explicar el bang del big bang. La teor¨ªa aplica la f¨ªsica de la relatividad general de Einstein que indica que, bajo ciertas circunstancias, la gravedad act¨²a como una fuerza repulsiva, en lugar de la fuerza atractiva con la que estamos familiarizados.

P. Alguien ha dicho que, si se compara el universo con una persona, la teor¨ªa del Big Bang se remonta hasta el momento en que el ni?o est¨¢ en la maternidad del hospital, pero no antes. ?Hasta d¨®nde lleva la inflaci¨®n?

R. Se podr¨ªa decir que, en la secuencia de tiempo, hasta una fracci¨®n ¨ªnfima de segundo despu¨¦s de la concepci¨®n. Pero probablemente ser¨¢ mejor hacer una comparaci¨®n teniendo en cuenta el nivel de desarrollo y entonces yo dir¨ªa que la inflaci¨®n se remonta al estado de embri¨®n.

P. ?C¨®mo es el universo inflacionario?

R. Partimos de un poquito de universo primitivo, algo muy peque?o, algo que podr¨ªa ser mil millones de veces m¨¢s peque?o que un prot¨®n, pero podr¨ªa tener esa materia gravitatoriamente repulsiva. Asumamos que existe esa regi¨®n min¨²scula de universo primitivo y entonces empieza a expandirse exponencialmente, duplic¨¢ndose y duplic¨¢ndose de tama?o muy r¨¢pidamente, por lo menos un centenar de veces. Al final de ese proceso de inflaci¨®n, todo el universo, o la regi¨®n del cosmos que evolucionar¨¢ hasta convertirse en el cosmos observable actual, ser¨ªa mucho m¨¢s grande que antes de ese crecimiento tremendo. Aun as¨ª, no tendr¨ªa m¨¢s de un cent¨ªmetro de di¨¢metro. A partir de ese momento, la repulsi¨®n gravitatoria deja de actuar y continua la expansi¨®n normal hasta ahora, y el universo tiene un tama?o actualmente de unos 13.000 millones de a?os luz.

P. ?Quiere decir que cuando se acaba esa brev¨ªsima inflaci¨®n sigue la evoluci¨®n seg¨²n el modelo del Big Bang cl¨¢sico?

R. Exacto. La inflaci¨®n no desplaza de ninguna manera el modelo convencional de Big Bang. Lo que hace es especificar las condiciones previas.

P. ?Por qu¨¦ le hace falta el per¨ªodo inflacionario a la teor¨ªa convencional? ?No es correcta?

R. Desde luego la teor¨ªa del Big Bang tiene muchas pruebas satisfactorias, pero tambi¨¦n tiene problemas que la inflaci¨®n resuelve, como el hecho de que sea tremendamente uniforme y que tenga una densidad muy pr¨®xima a la masa cr¨ªtica. Debo precisar que la inflaci¨®n no es una teor¨ªa ¨²nica, sino un tipo de teor¨ªas con una idea general com¨²n.

P. ?Se puede abordar cient¨ªficamente el instante inicial?

R. Hay propuestas que intentan explicar el origen mismo del universo. Al formular esas hip¨®tesis sus autores asumen qu¨¦ gran parte de la f¨ªsica exist¨ªa ya incluso antes de que existiera el universo. Pero esa presunci¨®n... no conozco ninguna propuesta que intente explicar realmente c¨®mo se originan las leyes mismas de la f¨ªsica. Si se asume eso, se puede intentar describir c¨®mo el universo se originar¨ªa pr¨¢cticamente a partir de la nada.

P. ?Podr¨ªa estar naciendo un universo ahora mismo?

R. Desde el concepto de inflaci¨®n, pensamos que las condiciones que originaron nuestro universo no son ¨²nicas y que se pueden crear otros pr¨¢cticamente en cualquier momento y en cualquier lugar. Es m¨¢s, el proceso mismo de la inflaci¨®n no genera un ¨²nico universo sino un flujo de universos, siempre hay fragmentos de materia creando universos. Lo llamamos inflaci¨®n eterna.

P. ?Cabr¨ªa tener noticias de otros universos?

R. Creemos que no, y es una pena, porque ser¨ªa mucho m¨¢s divertido verlos directamente.

P. ?Es posible crear un universo inflacionario en laboratorio?

R. Se ha planteado la posibilidad te¨®ricamente. Desde luego no tenemos nada que se aproxime a la tecnolog¨ªa necesaria para hacerlo, porque ser¨ªa imprescindible alcanzar una densidad de la materia extremadamente alta, fuera del alcance de nuestros laboratorios actuales. Pero es interesante el planteamiento te¨®rico. La verdad es que no estoy muy seguro de cu¨¢l es la respuesta, aunque s¨ª puedo decir que utilizando una f¨ªsica enteramente cl¨¢sica, con ecuaciones deterministas, ser¨ªa imposible; incluso con la relatividad general de Einstein no es posible crear un universo inflacionario en el laboratorio, hace falta la mec¨¢nica cu¨¢ntica. Y con una versi¨®n cu¨¢ntica de la relatividad... el gran problema es que no tenemos una s¨®lida teor¨ªa as¨ª. Al margen de esto, aunque se lograse hacer un universo inflacionario en el laboratorio, no desplazar¨ªa al nuestro, sino que se desconectar¨ªa en una fracci¨®n min¨²scula de segundo y crear¨ªa su propio espacio. Ser¨ªa muy dif¨ªcil comprobar si realmente se ha creado o no y, desde luego, ser¨ªa imposible, observar su evoluci¨®n. ?Una pena!

P. ?Hay alguna prueba, alguna observaci¨®n, que demuestre definitivamente que la inflaci¨®n c¨®smica es correcta?

R. Los detalles de la inflaci¨®n dependen de la f¨ªsica a muy, muy altas energ¨ªas, a las que no tenemos acceso directamente en los experimentos. Pero el hecho de que se haya observado, desde 1998, que la expansi¨®n del universo est¨¢ aceler¨¢ndose -aunque no sepamos exactamente la causa y por eso lo llamamos energ¨ªa oscura- tiene el efecto de situar la densidad del universo cerca de a la masa cr¨ªtica que predice la inflaci¨®n. Adem¨¢s, hay observaciones muy precisas de la radiaci¨®n de fondo que se ajustan muy bien a las predicciones. En el futuro, se va a obtener informaci¨®n a¨²n m¨¢s detallada. Tambi¨¦n ser¨ªa importante la detecci¨®n de ondas gravitacionales con un sat¨¦lite que est¨¢ el proyecto, el Lisa. Estas observaciones podr¨ªan proporcionar pruebas muy consistentes, y tal vez suficientes, para convencer a todo el mundo de que la teor¨ªa de la inflaci¨®n es correcta.

P. ?Espera que le den el premio Nobel?

R. No s¨¦... al llegar noviembre siempre me llama gente.... De cualquier modo, ser¨¦ feliz si me lo dan o si no me lo dan.