«Al profundizar en las teorías de Einstein tratamos también de superarlas»

El físico Roberto Emparán./Universitat de Barcelona
El físico Roberto Emparán. / Universitat de Barcelona

El físico Roberto Emparán acerca al público general agujeros negros, ondas gravitacionales o la teoría de supercuerdas en 'Iluminando el lado oscuro del universo', un recorrido por los enigmas y desafíos del cosmos. «Dentro de dos siglos, el año 2016 no se recordará por Trump ni por el Brexit, sino por ser el momento en que por primera vez sentimos estremecerse el universo», señala

José Manuel Andrés
JOSÉ MANUEL ANDRÉSMadrid

En 1915 el físico Albert Einstein hizo pública su Teoría de la Relatividad General en una serie de conferencias ante la Academia Prusiana de las Ciencias, cambiando para siempre el paradigma de estudio del Universo y su origen y evolución. La teoría proporcionaba las bases para el análisis de la cosmología y permitía comprender las características esenciales del cosmos, muchas de las cuales -agujeros negros, ondas gravitatorias o la teoría de supercuerdas- no serían descubiertas sino con posterioridad a la muerte de Einstein, ya que superaban el conocimiento que de su propia teoría poseía el astrofísico alemán y sirven para consolidar la magnitud de su legado teórico. De todo ello habla al público general el físico del Instituto de las Ciencias de la Universidad de Barcelona Roberto Emparán, uno de los grandes especialistas en la materia en España, que en su obra 'Iluminando el lado oscuro del universo' (Ariel) propone al lector un recorrido apasionante por los enigmas y desafíos del Universo.

- Pregunta: ¿Es 'Iluminando el lado oscuro del universo' una obra para iniciados en la materia o tiene un mayor carácter divulgativo?

- Respuesta: El libro está escrito para todos aquellos que hayan sentido curiosidad por esas noticias recientes sobre descubrimientos de agujeros negros y ondas gravitatorias. Basta con eso: curiosidad. He hilado la narración de la historia que nos ha llevado a los hallazgos, junto con explicaciones accesibles (y fiables) de lo que se ha ido descubriendo. Creo que ambos aspectos son fascinantes y merecen conocerse mejor.

Así, el cuerpo principal del libro será accesible a un público general que a menudo ve con recelo e intimidación estos temas; como mínimo, hallarán la amena historia de unos descubrimientos sorprendentes. Pero creo que la mayoría de los lectores también experimentará en ocasiones esa sensación única y tan estimulante que te da el entender algo que antes te parecía un enigma incomprensible. Por otra parte, he querido atender a esos aficionados más asiduos a la divulgación científica, que a menudo recorren un libro tras otro frustrados por explicaciones demasiado vagas o demasiado técnicas. Para ellos he incluido algunos suplementos más detallados, y una sección final de notas con comentarios y observaciones que creo que les sorprenderán y que seguramente no hallarán en ningún otro libro.

- ¿Tiene la sensación de que entre el público no habitual aumenta el interés por la astrofísica?

- Sí. Creo que últimamente se ha logrado transmitir la sensación de que nos hallamos ante avances excepcionales, de esos que solo ocurren muy de vez en cuando y que alteran para siempre nuestras ideas sobre el universo. ¡A todos nos gusta saber que vivimos en un momento histórico (sobre todo si es para bien)! Pero, ¿por qué es tan importante la detección de las ondas gravitatorias? Suena misterioso y extraño -¿el espacio y el tiempo tiemblan?- pero también excitante y profundo: ¿realmente el universo está dominado por su lado oscuro? Los que trabajamos en estos temas estamos ahora muy motivados para hacer el esfuerzo por compartir y transmitir mejor lo que todo ello significa.

«¿El espacio y el tiempo tiemblan? Suena misterioso y extraño pero también excitante y profundo»

- ¿Ayudan ciertas producciones cinematográficas y televisivas o por el contrario sirven para difundir ideas inexactas o directamente erróneas?

- Hay de todo. Más que ideas erróneas, lo más frecuente es encontrar caricaturas de la ciencia y tópicos poco reales sobre la labor de los científicos. Personalmente, si se hace con gracia y sin más pretensión que la de hacer pasar un buen rato, no me molesta. Pero afortunadamente esto ha ido a mejor. La serie 'Big Bang Theory' presenta a los científicos como jóvenes frikis entrañables, lo que a menudo no está tan lejos de la realidad, y cuando hablan de ciencia lo hacen con una exactitud sorprendente. También en los últimos años hemos podido ver varias películas de calidad donde la ciencia tiene un papel central y es tratada con estándares muy altos. Me refiero a películas como 'Interstellar' -asesorada por el premio Nobel de Física Kip Thorne-, 'Marte', 'La llegada', y 'Gravity'. Sin olvidar que son películas de ficción y no documentales de ciencia, el disfrute aumenta cuando uno ve que se halla ante un trabajo excelentemente hecho en todos sus aspectos.

«En los últimos años hemos podido ver varias películas de calidad donde la ciencia tiene un papel central y es tratada con estándares muy altos»

Todo ello contribuye a hacer la ciencia más atractiva, sobre todo a los más jóvenes. Pero creo que también es bueno que estos jóvenes vean que en su entorno hay científicos, que somos gente normal, y que también ellos pueden intentar dedicarse a la ciencia.

- ¿Es esta obra un homenaje al colosal legado de Albert Einstein y a la vez una desmitificación del personaje?

- Ciertamente he querido presentar a Einstein como uno de los más grandes aventureros de la imaginación y la creatividad humanas. Pero, ante todo, me he esforzado en resaltar que los avances de la ciencia amplían esta imaginación y la fuerzan a ir mucho más allá de lo que el propio creador cree posible. Más que desmitificar a Einstein, he pasado gradualmente el protagonismo a sus teorías, y he querido compartir mi asombro ante lo que estas llegan a revelarnos, yendo mucho más allá de lo que su «padre» pensaba y sabía de ellas.

- ¿Se puede hoy por hoy ir más allá de las teorías de Einstein o simplemente profundizar en ellas?

- Al profundizar en ellas tratamos también de superarlas. De hecho las propias ecuaciones de Einstein nos dicen que debemos ir más allá, que ellas mismas no nos pueden contestar acerca del instante en que comienza el universo, ellas no saben cómo acaban las cosas dentro de un agujero negro, ni resuelven las paradojas -descubiertas por Hawking- sobre la cuántica de los agujeros negros. En todo ello estamos trabajando los físicos teóricos en la actualidad. También, quizás, nuevas observaciones astronómicas nos digan que debemos dejar atrás (sin nunca abandonar del todo) las ecuaciones de Einstein.

«Quizás, nuevas observaciones astronómicas nos digan que debemos dejar atrás -sin nunca abandonar del todo- las ecuaciones de Einstein»

- ¿Cuántas dimensiones contempla la teoría de supercuerdas? ¿Podremos comprobar algún día esta teoría más allá de nuestra limitada capacidad para percibir solo las tres dimensiones espaciales y la temporal?

- En principio requiere diez o quizás once dimensiones, incluyendo la del tiempo. La idea es que las seis o siete dimensiones adicionales son demasiado pequeñas como para percibirlas. Es análogo a cómo una manguera vista desde lejos nos parece una línea unidimensional, pero acercándonos vemos que tiene una superficie de dos dimensiones, una de ellas circular y mucho más corta que la otra. La mejor manera que tenemos de estudiar lo que ocurre a distancias extremadamente pequeñas es a través de nuestros aceleradores de partículas más potentes y observando las radiaciones que se produjeron al comienzo del universo. Con mucha suerte quizás podríamos detectar así estas dimensiones adicionales del espacio. Pero la teoría de las supercuerdas está todavía en construcción y me parece prematuro sacar conclusiones definitivas acerca de las propiedades y consecuencias de estas dimensiones.

- ¿Cómo pueden ser compatibles cuántica y gravedad?

- Todavía no lo sabemos bien, pero con los agujeros negros se nos muestran abiertamente las contradicciones entre ambas: la cuántica nos dice que la información nunca se pierde en el universo, tan solo se puede enmarañar muchísimo, pero siempre está ahí. Sin embargo, parece que lo que cae en un agujero negro se pierde para siempre.

Paradójicamente, el estudio de los agujeros negros en la teoría de supercuerdas -nuestro intento más sofisticado por casar la cuántica y la gravedad- parece indicarnos que ambas teorías no solo no son incompatibles, sino que son distintas manifestaciones de algo muy profundo, conocido como «entrelazamiento cuántico». Esta es una idea fascinante pero todavía en desarrollo.

- ¿Qué ocurre en un agujero negro?

- Un agujero negro es un lugar al que se puede entrar pero del que no se puede salir, porque ni siquiera puede escapar de él la luz, que es lo que viaja más rápidamente en el universo. Por eso lo llamamos agujero y decimos que es negro -por cierto, ese nombre es el mayor éxito comercial de la ciencia-. Pero también es un lugar en el que el universo acaba, en un final localizado e invisible para quien no se lance al interior.

Me explico un poco más. Todos hemos oído decir que el Big Bang es un instante en el que comienzan el tiempo y la materia. Si invertimos el sentido en que discurre el tiempo, tendremos un «Big Crunch» en el que acaban el tiempo y la materia. Pues bien, dentro de un agujero negro ocurre un «Pequeño Big Crunch» privado, localizado e invisible desde el exterior. Ahí dentro, el espacio mismo se estira y se encoge y se retuerce hasta desgarrarse, con tal violencia que todo (¡todo!) se hace trizas. Podríamos decir que nada ni nadie puede salir del agujero negro porque su tiempo se acaba antes de lograr escapar.

«El nombre de agujero negro es el mayor éxito comercial de la historia»

Arriba: un científico observa una representación de las ondas gravitacionales. Abajo, a la izquierda: polvo que rodea un gigantesco agujero negro. A la derecha: portada del libro. / Agencias / Ariel

Un momento apasionante

- Tengo la sensación de que atravesamos un momento apasionante para la astrofísica: descubrimiento de nuevos tipos de ondas gravitacionales y Nobel de Física como reconocimiento, captación del sonido del universo… ¿es realmente así?

- Es un momento apasionante no solo para la astrofísica, sino también para muchas otras ramas de la física. La gravedad es uno de los fenómenos más básicos y esenciales de todo el universo; al fin y al cabo, se trata nada menos que del estudio del espacio y el tiempo. Tener acceso a investigarlos en detalle abre posibilidades insospechadas tanto en la astrofísica y la cosmología como en la física nuclear y de partículas elementales, y en la física más fundamental que trata de descubrir las leyes básicas que rigen todo el universo.

«Es un momento apasionante no solo para la astrofísica, sino también para muchas otras ramas de la física»

Y más allá de la física, vivimos un comienzo clave para la ciencia y por tanto para la humanidad. Disponemos de un nuevo sentido -una especie de oído cósmico extremadamente sutil- que nos llevará a cambiar nuestra concepción sobre qué es este universo tan extraño en el que vivimos.

Dentro de dos siglos, el año 2016 no se recordará por Trump ni por el Brexit, sino por ser el momento en que por primera vez sentimos estremecerse el universo. ¡Quizás para entonces seamos capaces de manipular y utilizar en nuestro provecho esas vibraciones del espacio y el tiempo!

- ¿Qué implicaciones tienen estos hallazgos?

- Aparte de lo que ya he señalado, lo más excitante es que, casi con seguridad, nos abren la puerta a descubrimientos que por ahora ni siquiera sospechamos.

- ¿No resulta paradójico que la inmensa mayoría de la materia del universo sea invisible?

- Más que paradójico, fue una sorpresa mayúscula cuando se descubrió, y es ahora uno de los mayores interrogantes no resueltos de la ciencia. Es también una nueva prueba de humildad para nosotros: no solo es nuestra Tierra una mota insignificante en el cosmos; si ahora desapareciese todo lo que vemos del universo, ¡el resto del universo seguiría su evolución sin apenas alterarse!

«Si ahora desapareciese todo lo que vemos del universo, ¡el resto del universo seguiría su evolución sin apenas alterarse!»

- ¿Cuál es su sueño o meta última como investigador del cosmos?

- Querría llegar a comprender mejor qué es el espacio, y sobre todo qué es el tiempo, de forma fundamental. No me importa si es mediante alguna idea a la que contribuya yo, o si es entendiendo lo que otros hayan descubierto. También me encantaría llegar a ver si podemos crear agujeros negros en un laboratorio, aunque desafortunadamente esto parece muy lejano.

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