100 páginas para entender el universo (abstenerse terraplanistas)

“Hace unos siglos circulaba la leyenda de que más allá del horizonte de Finisterre la Tierra llegaba a su fin y uno encontraría el abismo. El concepto del Big Bang recuerda a aquella leyenda. Este es un instante en el cual la historia del universo encuentra una frontera en el tiempo; no hay universo antes del Big Bang. Pero no debemos simplemente creer tal afirmación, sino usar la ciencia teórica y experimental para comprender si eso es cierto”. Esa es la advertencia principal que hace el físico teórico Iván Agulló (Elche, 1980) en un libro que acaba de publicar, titulado Más allá del Big Bang (Debate), en el que repasa en apenas 100 páginas y con un espíritu realmente divulgativo los conceptos más complicados de la cosmología moderna. “Titulé así este libro precisamente con la intención de llamar la atención de que puede haber universo antes del Big Bang. La única teoría completa y consensuada que predice que el universo se originó en el Big Bang es la Relatividad General de Albert Einstein. Pero también sabemos que esta teoría deja de tener validez cerca del Big Bang. La razón es que esta no incluye los principios de la física cuántica, y pensamos que la física cuántica en aquellos instantes debió jugar un papel fundamental. Hasta el propio Einstein afirmó de forma clara que uno no debe confiar en su teoría en los instantes cercanos al Big Bang”.

La razón es que los efectos de la física cuántica no son importantes a escala cosmológica, salvo en dos circunstancias, cerca de los centros de los agujeros negros y en los instantes previos a la inflación cósmica. “En el resto del universo sabemos que la densidad de la materia es suficientemente baja para que los efectos cuánticos de la gravedad sean irrelevantes. Uno de los mensajes más importantes que quiero comunicar en el libro, quizás el más importante, es que independientemente de cuántas veces hayamos escuchado que el universo comenzó en el Big Bang, y que antes no había espacio ni tiempo, no tenemos evidencia científica alguna de ello. Tenemos que mantener la mente abierta y continuar investigando para comprender lo que ocurrió”. Aunque para los científicos está claro que, de existir, el Big Bang no fue una explosión en un lugar concreto del universo, sino un proceso que ocurrió en todo el cosmos simultáneamente.

Agulló se licenció y doctoró en la Universitat de València, y actualmente da clases e investiga en Louisiana State University (LSU). Ha recibido varios premios internacionales, entre ellos (en dos ocasiones) el de la Gravity Research Foundation –que han ganado científicos como Stephen Hawking, Roger Penrose y varios premios Nobel–. Y ha redactado este volumen porque le apasiona su especialidad y es un enamorado de la divulgación científica. “Siempre he opinado que los libros de divulgación tienen un nivel mayor del que deberían tener. Es normal, a los científicos nos resulta muy complicado cambiar nuestro lenguaje”, explica Agulló el pasado 13 de marzo durante una llamada a través de Whatsapp desde Baton Rouge (Luisiana), adonde acababa de regresar después de que la alerta de la covid-19 diera al traste con la gira española de presentación de su trabajo. “Mi motivación era hacer un libro de divulgación de verdad, breve y con un lenguaje muy llano”.

Realmente lo ha conseguido. Ameno, inteligible y breve. Y además, sin fórmulas. Era una tarea difícil, pues muchos de los conceptos escapan a la lógica cotidiana, parecen magia. Y quizá el más complicado, que a la vez es quizá el más importante de la cosmología actual, es el de la expansión cósmica. “Todos lo hemos escuchado muchas veces: ‘el universo se expande’. Pero realmente entender qué significa eso no es nada sencillo. Uno tiende a mirarlo desde fuera, imaginando el cosmos con un tamaño finito cuya frontera se va expandiendo en un contenedor más grande. Pero esto claramente no es así, pues el universo es, por definición, todo aquello que existe, y por tanto no puede haber un contenedor que lo albergue. La expansión del universo solo tiene sentido mirarla desde dentro. Lo que significa la expansión es que dados un par de lugares cualquiera en el universo, por ejemplo la posición de dos galaxias lejanas, la distancia que los separa crece con el tiempo. Y no lo hace porque las galaxias se estén moviendo a través del espacio, sino porque el propio espacio entre ellas está creciendo. Admito que es fácil de decir, pero difícil de imaginar. Sin embargo, no tenemos duda alguna que esto es lo que ocurre”.

Él lo describe en el libro con un ejemplo, la cocción de un pastel infestado de hormigas, que se separan a medida que la masa crece en el horno: “Ilustra bien la diferencia que hay entre moverse con la masa y moverse a través de la masa. Son cosas diferentes”. Y asegura que hay ciertas observaciones que permiten a los científicos distinguir una cosa de otra: “Todo lo que se dice en cosmología, aunque a veces suene un tanto esotérico, son cosas que se han comprobado de forma precisa, y cuando las afirmamos es por que tenemos evidencia”.

El investigador ilicitano forma parte de ese ejército de hormigas científicas que se han alejado de su tierra. Y no porque quieran desplazarse. Lo que ha crecido a su alrededor, como aquella masa pastelera, es la falta de oportunidades para investigar en España. El sistema dicta que lo normal es irse a otras universidades por unos años para formarse antes de volver al país de origen. “Yo es lo que hice, pero explotó la crisis económica y, cuando fue la hora natural de volver, no había oportunidad para hacerlo”, se lamenta. Y aunque no ha perdido la esperanza del retorno, es consciente de que cuanto más tiempo pase fuera más improbable se vuelve: “Yo tengo una hija que nació aquí, e imagino que en algún momento me dirá que su país es este, y no encontrará motivación para salir de su país e ir a España”.

Agulló describe entusiasmado, tanto de palabra como con el tono de su libro, la homogeneidad del universo a escala macroscópica –“otra de las grandes sorpresas”–, la presencia de la materia y la energía oscuras descubiertas gracias al extraño movimiento de estrellas y galaxias –“el descubrimiento de las ondas gravitacionales nos va a abrir en el futuro una nueva forma de ver el cosmos”–, el concepto de singularidad matemática unido inequívocamente al Big Bang –“las distancias tienden a cero y la gravedad se hace infinita; es un límite que físicamente deja de tener sentido”–, o la fascinación que produce el selfie que el universo se hizo a sí mismo hace unos de 13.400 millones de años, en referencia a la fotografía obtenida a partir del fondo de radiación cósmica, aquella que quedó cuando “la materia, de forma bastante abrupta, se volvió transparente y se desacopló de la radiación”.

Pero, sin duda, una de las teorías científicas más revolucionarias y que más le atraen es la de que toda la materia se originó de la nada. Eso sí, la nada cuántica. “La elegancia y profundidad de esta idea hacen de ella la más bella de toda la ciencia”, asegura Agulló. Y lo explica: “El germen ya lo puso Erwin Schrödinger hace poco menos de cien años. Pero en aquella época su idea no cuajó porque no existían las matemáticas necesarias para expresarla. A finales de los años sesenta, la investigó y explicó, ahora sí con rigor matemático, un científico llamado Leonard Parker, y hoy en día estamos plenamente convencidos de que la expansión del universo puede crear pares de partículas desde el vacío. Nos referimos a este fenómeno como creación espontánea de partículas. Parece magia, pero no lo es; es física cuántica, que en cierto sentido se asemeja a la magia”.

BUSCA 'MÁS ALLÁ DEL UNIVERSO'

Autor: Iván Agulló.

Editorial: Debate, 2020.

Formato: tapa blanda (96 páginas, 13,90 euros) y ebook (5,99 euros).

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Y si suena sorprendente es porque, según el investigador ilicitano, todos identificamos el vacío como algo de lo que no se puede extraer nada, como la ausencia de todo lo que existe. “Pero la física cuántica nos ha enseñado que ese concepto no es más que una idealización, y que en la naturaleza no existe nada así. Incluso el estado más vacío que podemos conseguir difiere de la nada: existen fluctuaciones cuánticas, lo que significa que la energía no puede ser exactamente igual a cero, sino que es inevitable que haya pequeñas fluctuaciones de forma espontánea”.

Leyendo sobre esta idea, no hay duda de que la belleza es una constante en la cosmología. “Todos los científicos tenemos una intuición cuando buscamos teorías fundamentales: que el universo ha de ser simple, ha de ser elegante, ha de ser bonito en sentido matemático”, argumenta Agulló. Y la verdad es que la cosmología no para de producir ideas fascinantes para el ser humano, que por naturaleza siempre se ha mostrado interesado por el universo. “Es muy complicado encontrar a alguien que nunca haya sentido curiosidad por el cosmos. Incluso la palabra que nos define, anthropos, significa literalmente ‘quien mira hacia arriba’. El interés por el cosmos se encuentra en nuestra propia definición como especie”.

Quizá la excepción sean las personas que, incluso en el 2020, siguen creyendo que hay un Finisterre, que la Tierra es plana y termina de forma abrupta en el límite o abismo que necesitan pensar. “No hay nada peor que alguien que se niega a aprender. Los terraplanistas se basan en teorías conspiratorias, dicen que, por algunos intereses oscuros, los científicos quieren hacer creer que la Tierra no es plana. Pero la ciencia se basa en evidencias, y no en creer o dejar de hacerlo. Una vez que las evidencias se presentan, si alguien no tiene interés por prestarles atención, ya no hay más que discutir”, lamenta Agulló. El experto explica que es cierto que en el pasado la cosmología absorbió conceptos religiosos y metafísicos, pero ahora ya no es así: “Hoy en día la cosmología se basa en argumentos pura y estrictamente científicos”. Y termina con un mensaje optimista: “El futuro será fascinante, porque nos queda muchísimo por aprender”.

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