Elogio de la investigaci¨®n pura

James Peebles deplora ver gente caminando por la calle con la vista clavada en el tel¨¦fono celular. ¡°?Por qu¨¦ no admiran el mundo que nos rodea?¡±, dice en un par¨¦ntesis durante nuestra entrevista por Zoom en abril de 2021. La ocasi¨®n es la pr¨®xima publicaci¨®n en espa?ol de su libro El siglo de la cosmolog¨ªa dentro la colecci¨®n Biblioteca Cient¨ªfica del Ciudadano (bcc) que dirigen Omar L¨®pez Cruz y Lam¨¢n Carranza bajo el sello de Grano de Sal. La bcc se publica con el auspicio del Gobierno de Hidalgo.

Peebles es el ¡°padre de la cosmolog¨ªa f¨ªsica¡±, disciplina que est¨¢ indirectamente relacionada con la existencia de esos aparatos infernales. ¡°A finales de la d¨¦cada de 1950 y durante la de 1960 los ingenieros de los Laboratorios Bell Telephone estaban investigando modos de comunicaci¨®n por microondas, esto es, radiaci¨®n de longitudes de onda entre cent¨ªmetros y decenas de cent¨ªmetros¡±, cuenta Peebles mientras me explica c¨®mo cay¨® en la cosmolog¨ªa. ¡°Esa investigaci¨®n nos dio los tel¨¦fonos m¨®viles, para bien o para mal.¡± Pero es lo de menos. No estamos hablando de telecomunicaciones, sino de uno de los descubrimientos accidentales m¨¢s c¨¦lebres de la historia de la ciencia.

¡°Ya desde 1959 los ingenieros de la Bell Telephone se estaban dando cuenta de que sus antenas de microondas detectaban m¨¢s ruido del que se pod¨ªa explicar por medio de un recuento de todas las fuentes posibles¡±, relata Peebles. Tras mucho batallar para eliminar ese ruido, los ingenieros tiraron la toalla. Durante varios a?os ¨¦ste fue el ¡°sucio secretito de la Bell Telephone¡±, hasta que en 1964 ¡°dos j¨®venes del departamento de radioastronom¨ªa decidieron localizar la fuente de aquella radiaci¨®n¡±. Arno Penzias y Robert Wilson probaron todo, desde revisar los circuitos y el cableado de la antena en forma de cuerno de la abundancia hasta cubrir con un material aislante las cabezas de los remaches y remover del cuerno todo el excremento de paloma, pero nada: segu¨ªan obteniendo un ruido que caracterizaron como radiaci¨®n t¨¦rmica a dos grados Kelvin (o dos grados sobre cero absoluto; hoy dir¨ªamos simplemente ¡°dos kelvin¡±). Penzias y Wilson ¡°merecen cr¨¦dito por no rendirse, pero sobre todo por expresar sus cuitas hasta que alguien los escuch¨®¡±. Esa persona les sugiri¨® que hablaran con Bob Dicke, de la vecina Universidad de Princeton.

James Peebles considera a Dicke como su mentor. ¡°Llegu¨¦ a la Universidad de Princeton en 1958. Al poco tiempo mi atenci¨®n se dirigi¨® a uno de los profesores, Robert Henry Dicke ¡ªBob, como le dec¨ªan todos¡ª, quien se interesaba en f¨ªsica gravitacional. Hac¨ªa el tipo de cosas que me gustan; en concreto, sentarse a considerar ideas en busca de evidencias a favor o en contra, explorar las consecuencias, poner a prueba y quiz¨¢s ampliar la idea.¡± Dicke le sugiri¨® a Peebles que se dedicara a la cosmolog¨ªa. ¡°Es asombroso ¡ªdice Peebles¡ª. A eso me he dedicado durante toda mi carrera.¡±

Dicke, Peebles y los otros dos miembros del equipo, Peter Roll y David Wilkinson, estaban poniendo a punto un experimento para poner a prueba una de las ideas del primero. Si el universo empez¨® en un estado mucho m¨¢s denso y caliente, como sugiere el hecho de que se est¨¢ expandiendo, la radiaci¨®n t¨¦rmica producida por las altas temperaturas de aquella ¨¦poca a¨²n deber¨ªa estar presente, puesto que no tendr¨ªa ad¨®nde ir (ni modo que se salga del universo). Roll y Wilkinson ten¨ªan la tarea de construir un instrumento inventado por Dicke para medir esa radiaci¨®n, mientras Peebles se hac¨ªa cargo de la parte te¨®rica. (Sin saberlo Dicke y Peebles, la radiaci¨®n t¨¦rmica ya la hab¨ªa predicho en los a?os treinta el f¨ªsico ruso George Gamow.) Esta radiaci¨®n ¡°f¨®sil¡± del origen del universo tendr¨ªa que llegar de todas direcciones y poseer las caracter¨ªsticas de la radiaci¨®n que desprende un objeto a una temperatura de cinco kelvin.

En eso estaba el equipo cuando recibieron la llamada de Arno Penzias. ¡°Ser¨ªa alrededor de enero de 1965, no recuerdo la fecha exacta¡±, dice Peebles, dubitativo. ¡°El resultado de la llamada de Arno a Bob fue una visita a los Laboratorios Bell.¡± Peebles no estuvo presente. A su regreso, Dicke le dijo: ¡°Creo que encontraron algo.¡± Penzias y Wilson hab¨ªan dado por accidente con la radiaci¨®n que Dicke y sus colaboradores se dispon¨ªan a buscar. El resultado fueron dos art¨ªculos publicados en el mismo n¨²mero de la revista Astrophysical Journal Letters en 1965. Era el anuncio del descubrimiento del ¡°fondo de radiaci¨®n c¨®smica¡±, como se conoce hoy este eco del origen del universo.

¡°Muchas veces me han preguntado ¡®?No los mortific¨® que se les hubieran adelantado?¡¯ La respuesta, por mi parte, es muy clara. Creo que tambi¨¦n por parte de David¡­ y yo creo que de Bob Dicke tambi¨¦n. La b¨²squeda de esta radiaci¨®n de las primeras etapas del universo era muy especulativa. Nada garantizaba que el detector que construyeron Roll y Wilkinson detectar¨ªa algo. Era una apuesta, lo reconozco completamente. Yo me dec¨ªa ¡®dedicar¨¦ un a?o, m¨¢s o menos, a explorar las implicaciones de este experimento, salga o no salga, y luego har¨¦ algo m¨¢s s¨®lido¡¯. Entender¨¢s que, en estas circunstancias, nuestra reacci¨®n fue de entusiasmo, no de mortificaci¨®n. Aquello era evidencia de algo nuevo. Pod¨ªa ser radiaci¨®n de las primeras etapas del universo o pod¨ªa ser algo muy distinto. Pero era nuevo, y por lo tanto era algo que Roll y Wilkinson pod¨ªan observar y yo pod¨ªa analizar, o sea era un motivo para entusiasmarse.¡±

La existencia de la radiaci¨®n de fondo no hizo m¨¢s que consolidarse en los a?os siguientes y con ella se consolid¨® tambi¨¦n el modelo del big bang del origen del universo.

En 1978, la Real Academia de Ciencias de Suecia le otorg¨® el Premio Nobel de F¨ªsica a Penzias y Wilson. Mucha gente piensa que tambi¨¦n tendr¨ªan que haber reconocido por lo menos a Robert Dicke. Cuarenta y un a?os despu¨¦s, en su propio banquete de recepci¨®n del Premio Nobel, Peebles dijo conciliadoramente que la decisi¨®n hab¨ªa sido correcta. Le pregunto si lo dec¨ªa por ser amable con sus anfitriones: ¡°Bueno, estoy seguro de que la gente del Nobel sab¨ªa de mi irritaci¨®n con ellos por no reconocer a Bob Dicke. Jam¨¢s me lo call¨¦ [¡­] El premio se lo dieron a Penzias y Wilson¡­ ?y a Kapitza! Kapitza, gran pionero de la f¨ªsica de la materia condensada. Un premio bien merecido, pero, ?qu¨¦ ten¨ªa que ver la f¨ªsica de la materia condensada con la cosmolog¨ªa? Era una mezcla de disciplinas muy artificial. Lo combinaci¨®n obvia, ?obvia!, era Penzias, Wilson y Dicke. Pero te contar¨¦ una an¨¦cdota. Recib¨ª la llamada del Premio Nobel a una hora muy c¨®moda para Estocolmo: las 5 de la ma?ana en Nueva Jersey. As¨ª que levanto el tel¨¦fono. Todo empieza con mucha formalidad. ¡®?Es usted el profesor Philip James Edward Peebles?¡¯ ¡®S¨ª¡¯, contesto. ¡®Hemos decidido por votaci¨®n otorgarle el Premio Nobel de F¨ªsica. ?Acepta?¡¯ Llegados aqu¨ª yo podr¨ªa haberme sentido tentado a decir, ¡®S¨ª, pero antes discutamos el asunto de la omisi¨®n de Bob Dicke¡¯, pero me contuve. Humildemente dije: ¡®Acepto¡¯, y a partir de ah¨ª la conversaci¨®n se volvi¨® mucho m¨¢s amistosa.¡±

Hoy James Peebles considera que su Premio Nobel fue tambi¨¦n un reconocimiento tard¨ªo a Bob Dicke. ¡°Y tambi¨¦n un reconocimiento a mi universidad, Princeton, que nunca cuestion¨® el que yo dedicara todo mi tiempo a investigaciones que nunca ser¨¢n lucrativas. Es un testimonio del valor que le damos a la investigaci¨®n pura, impulsada ¨²nicamente por la curiosidad sobre el mundo que nos rodea.¡±

Le pregunto si un pa¨ªs puede construir una comunidad cient¨ªfica s¨®lida si excluye toda investigaci¨®n que no tenga aplicaciones pr¨¢cticas. ¡°Entender¨¢s que mi respuesta es interesada¡±, dice con una risita. Luego en respuesta a la pregunta: ¡°Claro que no. A corto plazo s¨ª puedes. Si decides excluir toda investigaci¨®n impulsada por la pura curiosidad y te concentras en aplicaciones pr¨¢cticas, dar¨¢s grandes pasos, pero te rezagar¨¢s respecto de otros pa¨ªses que s¨ª invirtieron en la investigaci¨®n movida por la curiosidad como la que nos dio el est¨²pido tel¨¦fono celular y tantas otras cosas. Cuando estuve en Estocolmo, el Premio Nobel de Qu¨ªmica se otorg¨® al descubrimiento de un proyecto de ingenier¨ªa: las bater¨ªas de iones de litio, que han revolucionado nuestras vidas, pero ese descubrimiento proviene de la pura curiosidad¡±, y a?ade: ¡°los qu¨ªmicos hacen cosas maravillosas, y tambi¨¦n hacen investigaci¨®n pura que puede redituar¡±.

Peebles cuenta otra an¨¦cdota personal para enfatizar el punto en discusi¨®n. ¡°Me parece notorio el ejemplo del rector de la Universidad de Princeton. Un d¨ªa nos invit¨® a mi esposa y a m¨ª a una cena con los miembros del consejo. Le expres¨¦ mi agradecimiento a la universidad por apoyar la investigaci¨®n pura. Despu¨¦s de todo, lo que yo hago no es lucrativo. Y el rector me dijo: ¡®Considere que Albert Einstein escribi¨® en los a?os treinta un art¨ªculo con Rosen y Podolsky acerca de sistemas entrelazados en mec¨¢nica cu¨¢ntica. Esa teor¨ªa se usa hoy para desarrollar computadoras cu¨¢nticas que podr¨ªan resolver problemas imposibles de enfrentar con computadoras normales.¡¯ Yo no creo que mis teor¨ªas de la expansi¨®n del universo se vayan a transformar en nada as¨ª de ¨²til, pero la idea general es que haya tanta gente haciendo investigaci¨®n pura en tantas direcciones distintas, que alguna tope inesperadamente con algo lucrativo.¡±

Sergio de R¨¦gules es coordinador cient¨ªfico de la revista ?C¨®mo ves?, de la UNAM, y autor de obras de divulgaci¨®n como Cielo sangriento. Los impactos de meteoritos, de Chicxulub a Cheli¨¢binsk (FCE, 2016)

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