Resumen:¿Cómo empezó el universo y cómo acabará? Y quizás, lo más importante, ¿cómo podemos saberlo? El redactor de la revista Science, Charles Seife, ha hecho una compilación de todas estas cuestiones en su nuevo libro, Alfa y Omega. En esta primera parte de la entrevista para Astrobiology Magazine, Seife nos habla sobre los hallazgos de los cosmólogos. |

Charles Seife, autor de Alfa y Omega and Zero: La Biografía de una Idea Peligrosa. Matemáticas en Princeton y Yale, Escuela de Periodismo de Columbia, redactor para la revista Science. Crédito: Seife

Astrobiology Magazine ha tenido la oportunidad de charlar sobre 'cómo empezó el universo y como acabará' con el escritor de artículos para la revista Science, Charles Seife. Seife es el autor de un nuevo libro Alfa y Omega, que describe cómo los cosmólogos de hoy en día están tratando de dar respuesta a estas antiguas preguntas. Seife ha escrito previamente sobre el génesis cultural y matemático del número 'cero'. Sus últimas incursiones en cosmología aportan su personal entusiasmo a esta notable rama de la ciencia inmersa en plena revolución.

Un rasgo característico de esta nueva cosmología es el modo en que se han combinado los experimentos y las observaciones para transformar lo que antes eran solo especulaciones, en una conjunto de hipótesis verificables. Por ejemplo las últimas mediciones de la luz más antigua del universo, efectuadas por la NASA, revelan el modo en que pudo haber empezado todo a partir de uno de los primeros destellos.

Los experimentos, llamados WMAP (Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson) y COBE (Explorador del Fondo Cósmico), miden el ruido de microondas que aún resuena como un silbido, y que data de 400.000 años después del big bang, cuando el gas cargado, o plasma, se recombinó por primera vez hasta formar una materia neutral. Los astrónomos están hurgando en el pasado en busca de los restos de estos sucesos que ocurrieron hace 13.800 millones de años. Este evento podría compararse a la disipación de la niebla, cuando una nube opaca de repente se torna transparente, y con este tipo de instrumentos podriamos hurgar tras este antiguo muro de fuego y luz.

A pesar de que para los científicos estas mediciones resultan conocidas, Seife relata sus atractivas historias de forma que cautiven la imaginación incluso de aquellas personas que no estén familiarizadas con la física y las matemáticas. Por ejemplo, los primeros intentos de descubrir este fondo de microondas datan de 1965, cuando en los laboratorios Bell, dos científicos (que finalmente ganarían el premio Nobel) creían que la causa de esta anciana luz era mucho más mundana: su antena de New Jersey había atraído a una bandada de palomas, que fueron tomadas en un principio como las causantes de aquella fina capa de 'ruido' que aparecía en sus intrumentos sensores de microondas.

Alfa y Omega se cuestiona: ¿Cómo empezó el universo y cómo acabará? y ¿cómo podemos saberlo?

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Omega, la última letra del alfaveto griego, es también la noación científica para la densidad crítica del universo, el cual determina en cambio, si el universo se expandirá indefinidamente (muerte por hielo) o si se colapsará (big crunch o muerte por fuego)Crédito de la Imagen: Institut de Ciencies del Mar, Barcelona

Astrobiology Magazine (AM): Mucha gente se llevaría una sorpresa si llegasen a saber que gran parte del conocimiento que configura la imagen actual del comienzo y fin del universo tiene menos de 10 años de antigüedad. ¿No le chocó a usted la frescura y naturaleza de esta investigación 'recién salida del horno' a medida que escribía Alfa y Omega, y más teniendo en cuenta que tratan de responder a una pregunta intemporal que nos retrotrae al inicio de la consciencia?

Charles Seife (CS): Para mi eso fue lo mas excitante de escribir el libro. Las preguntas son antiquísimas y las respuestas acaban de llegarnos - me dio la sensación de que yo era un testigo de la historia que estaba siendo escrita. Era como si enviase despachos desde el frente de guerra de la revolución científica.

AM: En su nuevo libro, Alfa y Omega, usted recalca la historia que hay detrás de la búsqueda del entendimiento de los procesos de inicio y fin del universo. Omega - la última letra del alfabeto griego - es también la notación científica que se emplea para designar a la densidad crítica del universo, la cual, en cambio, determinará si éste se expandirá indefinidamente (muerte de hielo) o si se colapsará (big crunch o muerte de fuego). ¿Cuál es la mejor estimación de este número hoy en día?

CS: Por lo que pueden decir los científicos, omega es igual a 1; es el valor exacto de densidad crítica que equilibria la balanza entre la expansión indefinida y el colapso. (En un universo semejante, el destino final es también la muerte por hielo). Los componentes de omega son: la materia bariónica, que es igual a 0,04; la materia exótica, que es igual a 0,23; y la energía oscura, que es igual a 0,73.

AM: Usted cita a Chesterton: 'Una filosofía cósmica no se construye para que encaje con el hombre; una filosofía cósmica se construye para que encaje con el cosmos', como una hermosa paráfrasis del credo de los astrónomos acerca de no caer en la tentación de creer que el ser humano ocupa un lugar especial en el universo, es decir para no ser antropocéntricos. ¿Cree que hay que recalcar este principio para evitar algunos de las trampas históricas de la ciencia, particularmente en pos de una cosmología funcional?

Tycho Brahe, astrónomo Danés (1546-1601), estaba convencido de que los adelantos en astronomía dependerían de la exactitud de las observaciones. Crédito: Rice University/IMSS Florence

CS: Es crucial - no podemos guiarnos por nuestro sentido estético de cómo debería ser el universo; tenemos que emplear datos para medir cómo es el universo. La materia y la energía oscura son ideas que parecen extrañas a la experiencia humana. Peor aún, los cosmólogos emplean palabras como 'infinito' e 'ilimitado', que pueden ocasionarle un ataque de nervios a cualquiera.

Sin embargo, creo que lo que mantiene a los científicos a salvo del antropocentrismo es el hecho de que las teorías sean expresadas en el lenguaje de las matemáticas, y los científicos deben ir a dondequiera que les lleven sus ecuaciones. Si las leyes de la mecánica cuántica dicen que los fotones pueden efectuar extrañas 'acciones fantasmales a cierta distancia', entonces deben efectuarlas o las leyes están equivocadas. Si el modelo concordante dice que existen la materia y la energía oscura, entonces deben estar ahí o el modelo es defectuoso en algún aspecto fundamental. No importa si nos gusta la idea de energía o materia oscura, debemos seguir las ecuaciones hasta sus conclusiones, no importa lo difícil que resulte amueblar nuestras cabezas con éstas.

AM: Un hecho histórico notable que usted menciona es que un tercio del tesoro danés se apartó para financiar el observatorio de Tycho Brahe, y eso fue antes de que se empleasen los telescopios. ¿Por qué estaban los daneses tan interesandos en el cosmos en aquel tiempo? ¿Unicamente por motivos de navegación marítima?

CS: Creo que tuvo que ver menos con el interés de los daneses que con el interés del rey Frederick. Brahe tuvo dos grandes cosas en su haber. En 1572 localizó una 'nueva estrella' (en latín, 'nova estella', algo que los modernos astrónomos llamarían una supernova) que ayudó a derribar la idea de que los cielos eran eternamente inmutables. Estó fomentó su fama. Además su padre adoptivo, el vicealmirante de la flota danesa, dio su vida por salvar la del rey Frederick cuando éste estuvo a punto de ahogarse. Creo que la amenaza de que un renombrado científico danés abandonase el país pesaron lo mismo que la gratitud del rey Frederick hacia el padre adoptivo de Brahe a la hora de ofrecerle a Brahe un trato tan increíble. (Y el estilo de vida de Brahe quedó consecuentemente fuera de control, solo las más ricas familias podían adiestrar un alce como mascota, y muchas menos podían tener un alce adiestrado que se matase al caer borracho por las escaleras).

Neutrinos en el Sol Crédito: R. Svoboda y K. Gordan (LSU)

AM: Parafraseando a Stephen Hawking, la cosmología requiere batirse con la astronomía y la física de partículas, y muy pocos han sido bien adiestrados en ambos campos. ¿Tiene esto que ver con una deficiencia de curriculum, o más bien con la imposibilidad de abarcar lo grande y lo pequeño en una sola y breve vida de estudio?

CS: Tiene razón, dedicarse a la cosmología requiere conocimientos tanto de astronomía como de física de partículas, y para cada asunto solo hay un puñado de expertos. Sin embargo, el número de personas que se consideran a si mismas 'astrofísicos de partículas' va incrementándose, y no todos ellos son cosmólogos. Los neutrinos se están convirtiendo en una herramienta de creciente importancia para la comprensión del funcionamiento del sol (y a la inversa, la física solar es crucial para los físicos que están intentando comprender la naturaleza de los neutrinos). Ciertamente hay un montón de cosas por aprender, pero creo que más y más estudiantes están abordando el asunto. A menudo las materias interdisciplinares terminan quedándose por el camino, pero esta astrofísica de partículas es tan excitante que sospecho (y espero) que no sufrirá una escasez de estudiantes.

AM: Los astrónomos han sido acusados de ver el universo en cantidades energéticas discretas: los violentos rayos gamma, los explosivos rayos-X, el ultravioleta, la luz visible, los calientes infrarrojos y finalmente las tranquilas microondas. Una galaxia o una estrella o un suceso se muestran de distinto modo dependiendo del espectro en que se visionen. De todos estos, ¿es la cosmología de microondas el avance destinado a guiar a las teorías actuales desde el Alfa hasta el Omega, el principio y el fin?

CS: La astronomía de microondas es la más avanzada del momento, y es el eje sobre el que pivota la revolución cosmológica que está sucediendo ahora. La borrosa y fía luz que llega desde un universo que tenía 400.000 años de antigüedad es la piedra Rosetta de la cosmología, y sólo hace tres años desde que la visión de los cazadores del fondo cósmico de microondas (FCM) se tornase lo bastante clara como para permitirles descifrar el mensaje que contiene la luz.

Hace unos pocos años, los astrónomos de microondas llegaron más lejos que los colegas que estudiaban otras regiones del espectro. Ahora que el WMAP ha puesto en circulación sus resultados iniciales, las otras clases de astronomía van a verse un poco bloqueadas, pero está bien que existan otros métodos. Las mediciones en luz visible e infrarroja (IR) son probablemente las más importantes para los cosmólogos, aunque los observatorios de energías más altas contribuyen en cierto modo a mejorar nuestro entendimiento sobre la materia oscura y algunas otras cosas de interés cosmológico. Y los astrónomos ya no estarán nunca más limitados al empleo de observatorios de fotones; de hecho los observatorios de neutrinos, rayos cósmicos e incluso los detectores de ondas gravitatorias podrían tener también una importancia crucial.

La Sonda de Aceleración SuperNova. Crédito: Proyecto de Cosmología Supernova, UC Berkeley

La cosmología tiene hambre de datos, el nuevo y enorme influjo de estos datos es la razón de que se haya iniciado la presente revolución. Tal vez no haya que esperar tanto para la llegada de la próxima.

AM: El ciclo de vida cosmológico actual depende de un par de mediciones clave efectuadas por: el COBE (microondas), Hubble (luz visible), globos estratosféricos (con el radiotelescopio medidor de temperaturas del fondo de microondas Boomerang a bordo) y la inspección de los millones de galaxias del cielo (Proyectos Sloan y Campo de dos Grados en luz visible). Según los cosmólogos, ¿de dónde vendrán los próximos grandes descubrimientos en los 5 años futuros? ¿Vendrán por ejemplo, de la finalización en el 2005 del proyecto Sloan, o de algo relacionado con la física de partículas, que está a la espera de un acelerador más grande?

CS: Todas estas áreas van a ser importantes durante los próximos años. Pero lo que todo el mundo está esperando es la información sobre microondas del satélite WMAP, cuyos primeros datos serán liberados en febrero. Existe aún un montón de información pendiente de recibirse de esta parte del espectro, las microondas, pero nada tan ostentoso como lo que se anuncia para febrero.

La inspección de las galaxias es igualmente importante, en la actualidad ya se están alcanzando hitos importantes en cosmología. Apenas el mes pasado, los físicos compararon los datos del proyecto Sloan (los cuales revelarán donde están ubicados los pedazos más grandes de materia en el universo) con los datos del WMAP y consiguieron una verificación independiente de la energía oscura utilizando lo que se conoce como 'efecto Sachs-Wolfe integrado'.

Un puñado de experimentos clave (eso esperamos) saltarán a los medios aportando resultados a finales de esta década: el satélite Planck, que realizará mediciones aún más precisas de las microondas y su polarización.; el gran acelerador de partículas (Large Hadron Collider), que nos dará una buena oportunidad de encontrar la partícula responsable de la exótica materia oscura; y la Sonda de Aceleración SuperNova que hará con las supernovas lo que la WMAP hizo con el fondo de radiación de microondas. Llega una época verdaderamente excitante.

En la Parte II de la entrevista, Charles Seife continúa su conversación con Astrobiology Magazine.