Otro encuentro de dos mundos

El encuentro al que me refiero ha tenido lugar en el ámbito limitado de la ciencia, de un modo silencioso a lo largo de los últimos años y, desde luego, sin las repercusiones universales de índole política, social, cultural o, incluso, conmemorativa, del otro, del de verdad. Me estoy refiriendo al encuentro de la cosmología, y la astrofísica con la física de partículas elementales, a la convergencia de quienes trabajan en el conocimiento de lo infinitamente grande y de lo infinitamente pequeño, en frase algo exagerada, pero ya consagrada por el uso.Se trata de un fenómeno que ha puesto en contacto a dos comunidades de investigadores, tradicionalmente independientes, con culturas y métodos distintos, pero que en su encuentro han enriquecido mutuamente sus disciplinas, alentando, para entender el universo en sus rasgos más generales, algunas de las creaciones intelectuales más bellas y ambiciosas de cuantas ha producido el pensamiento científico.

El primer lugar de encuentro es el interior de cada una de las estrellas que los astrónomos observan y analizan con ayuda de sus telescopios. La propia existencia de los astros y su historia apasionante son la consecuencia de las interacciones entre los núcleos atómicos que se encuentran en su centro; de modo que las propiedades de esos objetos gigantescos que son las estrellas dependen de lo que les ocurre a partículas de diámetro 100.000 veces menor que el de un átomo, que es del orden de una cienmillonésima de centímetro. El delicado equilibrio que mantiene en vida y en brillo a una estrella depende de los detalles de esas reacciones, de fusión nuclear, en las que se desprende energía, así como enormes cantidades de neutrinos. Estas partículas, cuya existencia fue predicha en los años treinta y detectada en los cincuenta, son bien conocidas en la actualidad gracias a los aceleradores de partículas, donde se producen y se estudian en grandes cantidades.

La Tierra está así bañada por la luz y la radiación electromagnética, pero también por los neutrinos, procedentes del Sol, con la diferencia de que así como la luz nos informa acerca de su superficie, los neutrinos, que prácticamente no interaccionan con la materia, nos dan una imagen de lo que ocurre en su interior, al llegarnos tal y como han sido producidos en el mismo corazón del Sol, sin cambiar a lo largo de su recorrido desde las profundidades hasta la corteza solar. El estudio de los neutrinos solares requiere de inmensos detectores subterráneos y técnicas puestas a punto, precisamente, por los físicos de partículas elementales que contribuyen así con sus instrumentos al conocimiento de la dinámica estelar.

Probablemente, el más espectacular logro de este esfuerzo conjunto, en el campo de la astrofísica, se ha dado en la comprensión de los sucesos extraordinarios que acompañan a la muerte de una estrella. Especialmente si ésta es tan masiva que su desplome final, cuando el combustible nuclear se ha agotado en sus entrañas, da lugar a la aparición de una supernova y los cuerpos que quedan como testimonio final de la existencia de la estrella y de su muerte violenta: púlsares o estrellas de neutrones y, eventualmente, agujeros negros.

Cuando en febrero de 1987 apareció en el cielo austral la supernova más cercana desde los tiempos de Kepler y Galileo, los instrumentos teóricos y experimentales; puestos a punto por ambas comunidades convergieron para proporcionarnos un exhaustivo y detallado estudio del fenómeno. En particular, por primera vez en la historia de la ciencia, se detectaron neutrinos de inequívoca procedencia extragaláctica, emitidos por la supernova en cuestión, en detectores diseñados en principio para otros menesteres, pero capaces de responder a la señal llegada a la Tierra después de viajar por el espacio durante 160.000 años. Pero seguramente el lugar de encuentro principal es la propia historia del universo. En efecto, el descubrimiento de que éste se expande ha cambiado por completo las ideas más extendidas y naturales, basadas normalmente en la idea de inmutabilidad que se desprende de la visión del cielo nocturno. Si se expande, las propiedades del universo ahora no serán iguales a las, que tenía en el remoto pasado, ni tampoco a las que tendrá en el futuro. Es un universo con historia, susceptible de ser comprendido en términos de las leyes de la física y la evolución consiguiente a partir del estado en que se encontraba cuando era mucho más denso y caliente de lo que es hoy.

Pero si, en un remoto pasado que se sitúa a más de 10.000 millones de años, el universo era más denso y caliente, en magnitudes predecibles, la materia, tal y como hoy la conocemos, formada por átomos de distintas especies, no podía existir en esas condiciones. Lo único estable era un plasma de partículas elementales interaccionando directamente, de acuerdo con las leyes que conocemos de los experimentos hechos en los aceleradores de partículas, donde, en particular, se reproducen las condiciones del universo primitivo en pequeñísimas regiones del espacio-tiempo.

Así, la relación entre las distintas especies de partículas presentes en el universo hoy, la composición de la materia primordial que sirvió para formar galaxias y estrellas, la asimetría materia-antimateria y tantas otras características básicas y generales del universo, incluidas sus propias dimensiones, requieren de los conocimientos teóricos y experimentales acumulados por los físicos de lo más pequeño. Los astrónomos, por su parte, proporcionan datos que acotan severamente el rango de las teorías aceptables.

En particular, los datos obtenidos por el satélite COBE acerca de las propiedades de la radiación cosmológica de fondo, especie de radiación fósil que baña todo el universo y que procede de una época muy primitiva de éste, han sido y serán fundamentales para reconstruir una fase en la que, a partir de un estado inicial muy homogéneo, se formaron las estructuras materiales que configuran el cielo actual, galaxias y cúmulos de galaxias. Han sido precisamente las mediciones de los astrónomos las que nos han llevado a la conclusión de que la materia que vemos, que emite luz, es sólo una pequeña parte de la que existe en nuestro universo y que se manifiesta a través de su acción gravitatoria. Es lo que ha venido en llamarse materia oscura, que no emite ni refleja radiación electromagnética. Parte de esa materia puede ser banal, formada por cuerpos celestes ordinarios pero fríos. Pero los cálculos de la síntesis de los elementos químicos primordiales, confirmados por el experimento, prohíben que toda esa materia sea ordinaria, de modo que una gran parte de la misma tiene que estar constituida por otra clase de partículas; y los posibles candidatos y sus propiedades son hoy uno de los campos de investigación en física de partículas elementales.

La simbiosis entre todos esos campos de estudio parece, pues, imprescindible y de futuro. En ese contexto, y con ese tema de fondo, se han celebrado en Madrid, dentro de las actividades programadas con motivo de la capitalidad europea de la cultura, unas jornadas cuya principal cualidad ha sido, a mi juicio, el eco inesperado que han tenido entre el público en general y el interés que han despertado en medios no especializados, la fascinación palpable en la audiencia no especializada por un mensaje con frecuencia abstruso y plagado de tecnicismos.

Ello, sin duda, traduce una creciente curiosidad, avidez incluso, por saber más sobre este tipo de cuestiones en un público cada vez más informado, que encuentra que la actividad científica, aparte de sus aplicaciones, es también una aventura intelectual, parte de la cultura creada por hombres y mujeres a lo largo de su historia; y responde a la curiosidad genuina que nuestra especie tiene por conocer y comprender lo que nos rodea. Pero implica también la necesidad de más reflexión, y más acción, acerca de la información que exige la sociedad hoy sobre todos los temas de interés general, la ciencia incluida. Y la obligación de responder a esa exigencia, legítima desde muchos puntos de vista, incluido el hecho, trivial por evidente, de que el trabajo de los científicos se financia, prácticamente en su totalidad, con los impuestos de los ciudadanos.

es rector de la Universidad Autónoma de Madrid.