Nuestra conexión con el universo (los descubrimientos premiados con el Nobel de Física 2019)

La historia del universo

La primera parte del premio es para James Peebles quien ha dedicado su vida a la cosmología física. Esta es una rama relativamente reciente, que tomó forma a mediados del siglo XX. La contribución de Peebles ha sido colocar en una narrativa consistente la historia del origen y la evolución del universo. Esta visión está fundamentada con observaciones astronómicas de alta precisión, algo que nunca había sido logrado en la historia, por ninguna cultura, reino o persona.

La idea básica de la evolución del universo es relativamente sencilla. Es una historia de explosión, expansión y enfriamiento. Todas las observaciones apuntan a que las galaxias se alejan unas de otras. Por lo tanto, en el pasado lejano toda la materia estaba más junta. El inicio del universo se considera ese momento en donde toda la materia y energía estaba concentrada en un solo punto, lo que conocemos como el Big Bang.

Desde el mismo Big Bang el universo ha estado en expansión y enfriamiento. Unos 400,000 años después del inicio, el universo se enfrió lo suficiente para dejar que los electrones y protones formaran los primeros átomos: hidrógeno y helio. Antes de eso solo había una sopa de partículas y fotones que chocaban entre sí. 

La importancia de la formación de átomos es que éstos son transparentes a la luz y así, el flujo lumínico pudo viajar libremente por primera vez. Esta luz antiquísima se ha logrado detectar, es el fondo cósmico de microondas, y es como si fuera una fotografía del universo cuando era un bebé. Gracias al avance tecnológico, esta fotografía se ha logrado tomar cada vez con más resolución, revelando detalles más finos sobre muchos aspectos del universo.

La formación de los primeros átomos la podemos entender si comparamos al universo en enfriamiento, con una nube de vapor. Cuando el vapor se enfría el agua pasa de ser gas a ser un líquido y sus propiedades cambian, las moléculas se condensan y forman gotas. De manera análoga, las propiedades del universo cambiaron de tal forma que se volvió transparente a la luz.

Utilizando la física, esa primera fotografía del universo nos dice cuánta materia y energía hay en él y cuál será su destino final. Hoy sabemos que la mayor parte de la energía del universo es la llamada energía oscura, la cual acelera su expansión. También sabemos que existe un tipo de materia que no vemos y solo sabemos que está allí por su efecto gravitacional, la llamada materia oscura. La materia y energía oscura son en la actualidad los misterios más profundos de la cosmología.

Recreación del expoplaneta 51 Pegasi

Un planeta fuera de nuestro sistema solar

La segunda parte del premio es para Michel Mayor y Didier Queloz, por haber descubierto el primer planeta fuera de nuestro sistema solar. Este es un descubrimiento que llega muy cerca del corazón, pues durante siglos nunca se supo de otros planetas que no fueran los de nuestro sistema solar. Esto se anunció apenas en 1995 y cambió la forma en que concebimos a las estrellas. El planeta encontrado gira en torno a la estrella 51 Pegassi, a 50 años luz de distancia. Fue el primero de lo que ahora llamamos exoplanetas: planetas fuera del sistema solar. La búsqueda de exoplanetas continúa. En la actualidad se conocen unos 4,000 de ellos orbitando diferentes estrellas de la Vía Láctea.

Descubrir un planeta fuera del sistema solar se compara a cuando Galileo apuntó por primera vez un telescopio a los cielos y descubrió que Júpiter tenía lunas. Galileo nos mostró que no solo la Tierra tenía un satélite, sino que otros planetas también los tenían. De la misma forma, Mayor y Queloz nos mostraron que no solo el Sol tiene planetas, sino que hay una infinidad de estrellas con planetas a su alrededor. ¿Existen otros planetas como la Tierra? ¿Estamos solos contemplando las estrellas y la inmensidad del universo? Son preguntas cuyas respuestas probablemente nos aguardan en el futuro.

Los descubrimientos que se premian este año no son cosas que tengan aplicaciones prácticas en el día a día (como la batería de litio, que es el Premio Nobel de Química). Tenemos aquí una ocasión en que la ciencia eleva el espíritu humano, cierra el abismo de la superstición y nos responde certeramente las preguntas que hemos tenido desde el inicio de la humanidad. Somos afortunados de vivir en la época en que la ignorancia y el miedo se pueden combatir y podemos admirar la belleza de la naturaleza sin temerle.

Me recuerda una cita de Marco Tulio Cicerón que dice:

“Investiga, si puedes, la causa de lo que te asombra y sorprende: si no consigues descubrirla, no por ello dejes de tener por cierto que nada ocurre sin causa natural, y de esta manera disiparás el asombro que te haya inducido la sorpresa. Cuando lo hayas hecho así, ni los terremotos, ni el cielo entreabierto, ni la lluvia de piedras y de sangre, ni las estrellas errantes, ni los fuegos aéreos podrán estremecerte ni llenarte de alarma.”

Que viva el conocimiento.