El 10 de abril de 1919 Albert Einstein presentó a la Academia Prusiana de Ciencias un artículo bajo el título de “¿Los campos gravitacionales desempeñan un papel fundamental en la estructura de las partículas elementales?” Para conmemorarlo, el grupo de astrofísicos que han estado trabajando desde 2017 en el arreglo de telescopios Event Horizon Telescope publicó este mismo día la primera imagen de un hoyo negro en el centro de la distante galaxia M87, algo que hasta hace poco tiempo parecía imposible, pero que el mismo Einstein se encargó de animarnos a escudriñar.
“Comprender las leyes naturales es un deporte muy competitivo y despiadado”, asegura Álvaro de Rújula, astrofísico de partículas y célebre cosmólogo de CERN, “desde el elemental esfuerzo de establecer unidades confiables para medir los fenómenos y objetos hasta la elaborada construcción de una teoría, en cada momento se ha tenido la esperanza de que, al final, habrá una recompensa estética, aunque a lo largo del camino nada evitará las pesadillas y dolores de cabeza”.
Por ejemplo, la frase de Einstein: “Distinguir entre el pasado, el presente y el futuro es una obcecada y persistente ilusión”, tiene una buen dosis de sorpresa que exalta la imaginación y la convierte en una intensa experiencia estética, para algunos, cercana al éxtasis poético.
El tiempo fluye, arrastrando el espacio y todos los objetos contenidos en él. Álvaro de Rújula compara este escenario “romántico”, de euforia cósmica, con la mañana del 24 de noviembre de 2009, ocasión en que se mostró a la comunidad el primer encuentro de partículas subatómicas del Gran Colisionador de Hadrones (LHC). En el instante en que se produce el choque de los haces casi a la velocidad de la luz, todos los presentes estallan en risas y abrazos, no pueden ocultar su júbilo. Los únicos que permanecen ecuánimes son los dos jóvenes investigadores que pasaron la noche anterior realizando las últimas pruebas, en donde habrán sentido en carne propia lo que significa entender el cosmos, “el cual requiere de una paciencia jobiana e intuición”, asegura de Rújula, “pues si no aprendes a gozar los momentos en que se consigue doblegar la realidad, si es que éstos llegan, la vas a pasar muy mal”.
Uno de estos momentos clave fue la “revolución de 1974”, como la llama de Rújula, el año en que se descubrieron partículas con dos quarks encantados, lo cual abrió el camino para disipar inconsistencias y dolores de cabeza en una ciencia que estaba empezando a encontrar la escalera del universo, aquella que conecta los increíblemente pequeños constituyentes de la materia con los objetos galácticos. Entonces comenzó a tener sentido hablar de un “goce estético” en la narrativa cósmica.
Otro caso de paciencia extrema fue el descubrimiento del bosón de Higgs. Dado que existe apenas 1.6 x 10-22 segundos, resulta imposible observar en forma directa, hasta ahora. “Como todas las partículas subatómicas inestables, esta clase de bosones debe ser fabricada si se busca estudiarlas con seriedad”, dice del profesor de Rújula.
En efecto, hasta finales de 2018, cuando se apagó el LHC a fin de renovar muchas de sus piezas y detectores, dicho acelerador se convirtió en una fábrica de esta familia de bosones.
Para un astrofísico de partículas como de Rújula, el camino que conduce a la materia y energía llamadas oscuras luce espinoso. Arrancarle algunos secretos a estas entidades enigmáticas ha sacado canas.
¿Qué sabemos?, le pregunto a de Rújula. “Muy poco”, responde. “todos los experimentos llevados a cabo han fallado, incluso aquellos donde sabemos que hay un rastro por decaimiento o aniquilación. Aun así, entendemos que se trata de partículas que sólo interactúan con una de las fuerzas fundamentales: la gravedad. Por tanto, no se relacionan con fotones, de ahí su nombre. Son frías, esto es, se mueven a velocidades muy menores a la de la luz. También hemos encontrado que han sido determinantes en el proceso de evolución de las galaxias y cúmulos galácticos”.
El goce estético acerca de la materia oscura que fascina al público de nuestros días es inversamente proporcional a la colosal dificultad de entenderlo. En fecha reciente se anunció la existencia de, al menos, un par de galaxias donde no se detecta la presencia de tal materia oscura, lo cual aumenta el desconcierto. Quizá por esa misma razón produce gran entusiasmo atisbar por primera vez en la enigmática energía oscura.
“Es un hecho, se han observado las fuerzas gravitacionales asociadas a la materia oscura en diversas escalas cósmicas”, afirma de Rújula.
Tan enigmático como la materia y energía oscuras es el vacío.
“Pero, en realidad, no está vacío del todo”, advierte de Rújula, “el lugar donde nos encontramos ahora está permeado por algo que no podemos mirar, oler, tocar, escuchar ni saborear, y, sin embargo, lo sentimos a cada instante: el campo gravitacional. Si nos trasladáramos a un sitio del universo donde la gravedad es insignificante, aun ahí habría algo, pequeñísimas partículas formando un campo de bosones de Higgs. Esto implica que el vacío no lo es, ¡se trata de una substancia! Es un hecho que apenas comenzamos a comprender”.
¿Y la estructura del universo?, le pregunto.
“Cuando el plasma de quarks y gluones, acompañado de fotones, neutrinos y materia oscura, se transformó en átomos, con un tamaño fijo, dio inicio una especie de desacoplamiento respecto de la expansión universal de gran magnitud. Bajo la influencia de la gravedad, las regiones donde había materia ordinaria y materia oscura, ligeramente más densas que el resto, comenzaron a formar estructuras de formas y tamaños estables: planetas, estrellas, galaxias y cúmulos. Incluso los súper cúmulos se han desfasado de dicha expansión, si bien a una velocidad mínima”.
Entonces, ¿la expansión del espacio continuará acelerándose?
“Así será. Con el tiempo, la mayoría de los cúmulos galácticos estarán tan alejados entre sí que los astrofísicos del futuro no podrán observarlos. La cosmología desaparecerá para convertirse en un capítulo antiguo en la historia de la ciencia”, afirma de Rújula.
Le pregunto sobre universos alternativos y paralelos. Me mira con una sonrisa maliciosa, luego voltea al horizonte, mueve la cabeza y responde: “Nos ha costado tanto trabajo empezar a comprender este universo que sólo pensar en esa remota e insensata posibilidad me da jaqueca”.
escritor y divulgador científico. Su libro más reciente es Nuevas ventanas al cosmos (loqueleo, 2020).
