el mundo - Universidad Complutense de Madrid

isco Rincón Durán. Prohibida su reproducción.
EL MUNDO. VIERNES 23 DE MAYO DE 2014
EM2
LOS FÍSICOS
QUE
ESCUCHARON
EL PRIMER
LATIDO
DEL UNIVERSO
Esta semana se cumplen 50
años del descubrimiento ca-
sual del Fondo Cósmico de Microondas, la prueba del nacimiento del Universo en una
gran explosión hace más de 13.000 millones de años. En 1964, dos jóvenes físicos captaron con una gran antena de telecomunicacio-
nes de los Laboratorios Bell un ruido de fondo,
un silbido constante, que impedía su trabajo experimen-
tal. Trataron de eliminarlo de mil maneras hasta que un
equipo científico de la Universidad de Princeton se dio cuenta de que se
trataba de las primeras partículas producidas tras el ‘Big Bang’. Sin saberlo, estaban cambiando el estudio del
Cosmos para siempre. Por Miguel G. Corral
De izquierda a derecha, Robert Wilson y Arno Penzias posan delante de la antena de telecomunicaciones con la que detectaron el fondo de radiación cósmica. / GETTY
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EL MUNDO. VIERNES 23 DE MAYO DE 2014
EM2 / CIENCIA
Aunque casi nadie se acuerda de
ellos, todas las grandes historias de
un éxito científico tienen siempre un
perdedor. Y en la cadena de carambolas que cimentaron la teoría del
Big Bang esa figura le corresponde
a la mente más visionaria y quizá el
cerebro más brillante de la época: el
poco menos que olvidado astrofísico de origen ruso y nacionalizado
estadounidense George Gamow. A
él le pertenece –tras afinar las ideas
del sacerdote y astrofísico belga
Georges Lemaitre– buena parte de
la propuesta inicial del origen del
Universo como una expansión repentina de la masa del Cosmos desde un único punto: el llamado Ylem
en la teoría de Gamow, quien tomó
el nombre de la sustancia fundamental de la materia de Aristóteles.
Pero su aportación no se quedó
sólo en eso. También predijo que si
se miraba al espacio con suficiente
profundidad, se podrían encontrar
restos de la radiación cósmica de
fondo provocada por el Big Bang.
Es decir, el eco electromagnético
producido por el incipiente Universo. Poco después incluso llegó a sugerir que estas huellas podrían ser
detectadas por la antena de los Laboratorios Bell en Holmdel (Nueva
Jersey, EEUU), en la que trabajaban afanosamente dos jóvenes físicos de apenas 30 años llamados
Arno Penzias y Robert Wilson. La
mala suerte hizo que ni ellos ni los
científicos que trataban de encontrar esta radiación de fondo desde
la Universidad de Princeton leyeron el artículo de Gamow.
Los encargados de calibrar la
gran antena de Holmdel llevaban semanas intentando ponerla en funcionamiento, pero había un ruido de
fondo que hacía imposible el trabajo. Probaron todo tipo de medidas
para tratar de eliminar aquellas interferencias: orientaron la antena en
todas direcciones, probaron de día y
de noche, revisaron el sistema eléctrico, forraron con cinta aislante las
juntas y remaches de la antena, limpiaron enchufes... Y cuando ya no se
les ocurría qué más hacer, desmontaron todos los instrumentos de la
antena y los volvieron a montar desde cero. El ruido no desaparecía.
El silbido eterno
Aunque Penzias y Wilson no leyeron el trabajo de Gamow, sí averiguaron que un equipo científico de
la Universidad de Princeton dirigido por Robert Dicke –fabuloso experimentador que contribuyó, entre otras cosas, al desarrollo del radar– llevaba tiempo detrás de la
radiación cósmica de fondo predicha por el astrofísico de origen ruso. Después de poner patas arriba
la antena en varias ocasiones, el
origen cósmico era ya la última esperanza de Penzias y Wilson, aunque de eso no tenían ni idea.
Cuando telefonearon a Dicke para explicarle el problema con la antena por si él les podía ayudar a eliminar aquel incesante ruido, el físico
de Princeton se dio cuenta inmediatamente de lo que habían encontrado los jóvenes Penzias y Wilson.
Dicke colgó el teléfono y les dijo a
sus colegas de laboratorio: «Bueno,
muchachos, se nos acaban de ade-
lantar», según cuenta Bill Bryson en
su obra Una breve historia de casi todo (Editorial RBA Libros).
Esta semana se han cumplido 50
años de aquel descubrimiento casual cuyos autores no buscaban, no
sabían lo que era y no fueron capaces de interpretarlo, tarea que le correspondió al equipo de Dicke en
un artículo paralelo al del hallazgo
del Fondo Cósmico de Microondas
publicado ya en 1965 en la revista
Astrophysical Journal. Aquella carambola científica hizo que Penzias
y Wilson ganaran el Premio Nobel
en 1978. En cambio, Dicke tan sólo
obtuvo alguna que otra palmadita
en el hombro por parte de sus colegas y Gamow, que predijo los acontecimientos tal y como ocurrieron,
ha sido digerido en la historia de la
ciencia por la chiripa de aquellos
jóvenes de los Laboratorios Bell. El
físico y escritor científico Dennis
Overbye aseguró, con bastante mala uva, en su libro Corazones solitarios en el cosmos (Planeta) que
Penzias y Wilson no entendieron lo
que significaba su descubrimiento
hasta que lo leyeron en el periódico
The New York Times.
La luz más antigua
Lo que estaban viendo con su antena era la luz más antigua del Universo, los primeros fotones que se
crearon cuando el Cosmos se expandió lo suficiente como para permitir que se desacoplaran la materia y la radiación y ésta pudo por
primera vez circular libremente
por un joven Universo de tan sólo
380.000 años de antigüedad. Lo
que ocurre es que, tal y como predijo Gamow, la distancia y el paso
del tiempo habían convertido aquellos primeros fotones en microondas que la antena de Penzias y Wilson era capaz de captar.
Alan Guth, el padre de la teoría
de la inflación del Universo que
plantea el crecimiento aceleradísimo del Cosmos en las primeras
fracciones infinitesimales de segundo tras el Big Bang, hace en su
obra El universo inflacionario (Debate) una analogía muy útil para
entender el alcance del hallazgo de
la radiación cósmica de fondo o
Fondo Cósmico de Microondas, como lo llaman los astrofísicos. Según Guth, si mirar en los abismos
del Universo fuese como asomarse
y mirar hacia abajo desde la planta
100 del Empire State de Nueva
York, cuando Penzias y Wilson hicieron su descubrimiento las galaxias más lejanas que se habían detectado estarían en la planta 60 y
los objetos más lejanos, los cuásares, estarían en la 20. Nadie había
llegado más abajo. Las ondas detectadas por los jóvenes físicos de
los Laboratorios Bell llevaron el conocimiento del Cosmos hasta poco
más de un centímetro del suelo del
vestíbulo del rascacielos.
Precisamente, hace pocas semanas los resultados de un potente detector situado en el Polo Sur, el BICEP 2, aseguraban haber encontrado la prueba que demostraba la
teoría de la inflación de Guth y, por
tanto, que confirma la teoría del Big
Bang. De un golpe, el estudio del
Universo se situaba a milésimas de
mpreso por Francisco Rincón Durán. Prohibida su reproducción.
milímetro del suelo del vestíbulo en
la metáfora del propio Alan Guth.
«Es apasionante que tengamos
pistas de cómo era el Universo
cuando tenía sólo la trillonésima de
la trillonésima de una trillonésima
parte de un segundo de edad y estaba exprimido hasta tener un tamaño
microscópico», aseguró el astrofísico de la Universidad de Cambridge
y Astrónomo Real de Reino Unido,
Martin Rees, a EL MUNDO durante
una reciente visita a Madrid. «Pero
creo que tenemos que esperar hasta
que el satélite Planck verifique si
esas medidas son correctas. Si tuviera que apostar mi dinero, sólo lo harían en un 50%», dice Rees.
De hecho, él no es el único que
cree que los resultados de BICEP2
necesitan ser confirmados y hace
pocos días el científico del Laboratorio de Física Teórica de Orsay
(Francia) Adam Falkowsky provocó
un gran revuelo en la comunidad
científica al poner en duda el hallazgo de las ondas gravitacionales que
suponen el eco del Big Bang.
Un proceso tan energético como
la inflación cósmica tuvo que producir perturbaciones en las ondas gravitacionales primordiales y éstas tuvieron que haber dejado una huella
en la polarización –los planos en los
que se propaga la oscilación del
campo eléctrico– del Fondo Cósmico
de Microondas. Y esa huella ha de
tener un patrón específico que sólo
podría haber sido producido por un
proceso como el de la inflación. Y
eso es lo que encontró BICEP 2. «El
problema es que la Vía Láctea emite
Martin Rees: «Es apasionante que tengamos pistas de
cómo era el Universo cuando tenía sólo una trillonésima de
una trillonésima de una trillonésima parte de un segundo»
Impreso por Francisco Rincón Durán. Prohibida su reproducción.
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CIENCIA / EM2
en el mismo rango de las microondas que detectó BICEP 2 y contamina los resultados», explica Ricardo
Génova, investigador del Instituto
Astrofísico de Canarias (IAC).
Por ese motivo, se hacen tan necesarios los resultados que aportará la misión Planck a finales de este
año y que permitirán caracterizar la
contaminación de la Vía Láctea para saber qué aportación tiene a las
medidas del Fondo Cósmico de Microondas. Y España también juega
un papel importante en ese campo.
El experimento Quijote, del IAC, es
el único en Europa que trabaja para
caracterizar la polarización de esa
contaminación y ayudar a limpiar
los resultados obtenidos de la radiación cósmica de fondo.
Los Laboratorios Bell han aprovechado el aniversario para lanzar
unos premios científicos a la innovación. Quieren recuperar el lustre perdido y devolver a la institución al lugar que ocupaba hace 50 años, cuando Penzias y Wilson escucharon los
primeros latidos del Universo.
EL ‘BIG BANG’ Y LA SERENDIPIA
RAFAEL BACHILLER
En pleno siglo XVIII, Horace Walpole, refinado hombre de letras británico y pariente de Lord
Nelson, cavilaba sobre el método científico mientras leía una pequeña fábula persa. En ella,
unos sagaces príncipes de Serendip (nombre de Sri Lanka en persa antiguo) hacían
continuamente descubrimientos accidentales de fenómenos que no buscaban.
Sin duda esta misma serendipia jugó un papel importante para Penzias y Wilson cuando no
conseguían eliminar el ruido de fondo en su antena de comunicaciones en los laboratorios de
la Bell Telephone. Bob Wilson, a quien he tenido el privilegio de conocer en persona, aún
bromea cuando se refiere a su primera hipótesis de que ese incómodo ruido quizás fuese
generado por las palomas que habían anidado en la antena ensuciando su interior.
Pero cuando Penzias y Wilson
conocieron los trabajos del físico
Robert Dicke, excelente
experimentador de la Universidad
de Princeton que poseía además
una sólida formación teórica y que
se encontraba reflexionando sobre
las recientes ideas cosmológicas,
los científicos de la Bell fueron lo
suficientemente sagaces como
para preguntarse: «¿Estamos
observando un montón de
excrementos de palomas o... el
nacimiento del Universo?».
Afortunadamente no descartaron
la segunda hipótesis, lo que
supuso un espaldarazo decisivo a
la teoría del ‘Big Bang’, una teoría
que no contaba entonces con la
aceptación de todos los
astrónomos. Este hallazgo
también contribuyó de manera
crucial al espectacular desarrollo
de la radioastronomía, que pronto
se revelaría como una técnica
excepcional para la observación de
objetos extremadamente
compactos, como los púlsares, o
muy distantes, en los confines del
universo, como los cuásares.
El descubrimiento de la
radiación de fondo, el eco del ‘Big
Bang’, ilustra el hecho de que
muchos hallazgos científicos no
pueden encajar en políticas
científicas orientadas. Sin
embargo, son precisamente estos
hallazgos los que abren nuevos
caminos que nos adentran en
terrenos inexplorados de la
ciencia. ¿Fue la radiación de fondo
un descubrimiento meramente
accidental? Pasteur no tenía
ninguna duda: «En el campo de la
investigación, el azar sólo favorece
a las mentes preparadas».
Penzias y Wilson, nuevos
príncipes de Serendip, hicieron un
descubrimiento accidental de algo
que no buscaban pero, como a los
príncipes de la fábula, les
favoreció su sagacidad. También
colaboró su curiosidad inquisitiva
y un ambiente muy propicio para
el intercambio de ideas. Otra
ayuda decisiva fue su amplia
cultura interdisciplinar, en la que
se concertaban una buena
formación en física y tecnología
con un informado conocimiento de
las teorías cosmológicas
emergentes. Sagacidad,
curiosidad, riqueza del entorno e
interdisciplinaridad son
parámetros que siempre propician
la serendipia, factores que
preparan la mente del científico
para revelar lo imprevisible de
La antena de los Laboratorios Bell
manera aparentemente accidental.
situada en Holmdel (Nueva Jersey),
que captó por primera vez la radiación
cósmica de fondo del Universo. / NASA
Rafael Bachiller es astrónomo y director del
Observatorio Astronómico Nacional (IGN).