Entrevista:LAWRENCE M. KRAUSS | Físico de partículas elementales y cosmólogo

"El universo que se acelera es lo más loco que uno pueda imaginar"

Su último libro sigue la historia de un átomo desde el inicio del universo: "Ese átomo está en el café que acaba de tomarse y está ahora en su cuerpo... Esos átomos han experimentado en el pasado las más potentes explosiones, las supernovas; estaban en los primeros segundos del Big Bang, en forma diferente obviamente, pero estaban ahí, y van a sobrevivir a la Tierra", dice Lawrence Krauss. Este físico teórico y cosmólogo de la Universidad Case Western Reserve (EE UU) se ocupa de la materia oscura y de la aceleración de la expansión del universo en su investigación, pero adora la divulgación y escribir libros para, como él dice, "seducir a los lectores interesándolos en la ciencia". Tras varias obras, como La física de Star Trek o La quintaesencia del universo, ha publicado ahora en español Historia de un átomo (Editorial Laetoli), y lo ha presentado en el Planetario de Madrid.

"Los pobres astrónomos, dentro de 100.000 millones de años no verán nada, el universo visible habrá desaparecido"
"En el universo muy primitivo toda la energía del cosmos estaba contenida en una región del tamaño de un átomo"

Pregunta. Uno de los enfoques más fructíferos en ciencia es la combinación de la física de partículas elementales y la cosmología. ¿Por qué el estudio de lo más pequeño sirve para explicar lo más grande?

Respuesta. Porque, debido a la expansión, el universo es muy grande ahora, pero no siempre lo ha sido. Mi Historia de un átomo empieza en un momento en que todo el universo que podemos ver, todas las estrellas, todo, en el inicio..., toda la energía del universo observable, estaba contenida en una región del tamaño de un átomo.

P. Es algo...

R. Sí, es difícil de imaginar, de hacerse una idea. No hay forma, ni siquiera para un físico, de visualizarlo. En aquel universo muy primitivo, lo que a la larga determinaría las estructuras a gran escala que vemos ahora eran fuerzas a escala microscópica.

P. ¿Cree, entonces, que los resultados, por ejemplo del LHC, el nuevo acelerador de partículas que está construyendo el CERN junto a Ginebra, serán útiles en cosmología?

R. Lo espero, desde luego. En el LHC se puede descubrir un montón de cosas relevantes para la cosmología, como por ejemplo partículas elementales que sean la materia oscura del universo. La mayor parte de la masa de nuestra galaxia, el 90% por lo menos, está hecha de algo que no brilla y que no sabemos qué es, aunque tenemos muy buenas razones para creer que puede tratarse de un nuevo tipo de partículas elementales. Unas buenas candidatas son las partículas supersimétricas y es muy posible que en el LHC se descubran. Podríamos así hacer cálculos que nos indicasen lo que sucedió en el universo primitivo y lo que es la materia oscura hoy.

P. ¿Para dar cuenta de la materia oscura bastarían estas partículas supersimétricas o haría falta también algo más?

R. Puede que sea una conspiración y que haya varios componentes de la materia oscura, pero la posibilidad más sencilla es que sean partículas supersimétricas. Sabemos que una parte de la materia oscura es aburrida materia normal que no brilla, tal vez enanas marrones, estrellas pequeñas..., pero es muy poca, lo dominante es algo desconocido.

P. ¿Y son útiles los telescopios para la física de partículas?

R. Uno de los más importantes descubrimientos en física de partículas se ha hecho con los telescopios: la energía oscura que domina el universo. La energía del vacío ha sido un tema importante en física desde que yo era estudiante, y solíamos barrerlo debajo de la alfombra. Pero ahora ya no podemos hacerlo porque está ahí y no entendemos por qué, ni qué valor tiene... Es el mayor misterio.

P. ¿Usted cree que la señal de aceleración del universo, que apunta hacia la energía oscura, es real? Hay científicos escépticos al respecto.

R. Antes de las observaciones de supernovas que muestran la aceleración, algunos propusimos que el universo estaría acelerándose.

P. ¿Por qué?

R. Porque estudiando los datos de cosmología, la estructura a gran escala, el universo plano, la densidad de la materia normal, la cantidad de materia oscura... Todo eso no encajaba, había paradojas y la única forma de solventarlas sería la llamada constante cosmológica. Lo propusimos en 1995, pero yo mismo no me lo creía, era una propuesta teórica, aunque la única solución: o eso o algunas de las observaciones estaban mal.

P. Entonces trabajaba en el tema antes de esas observaciones.

R. Es gracioso: al parecer fui el causante de ellas. Después de una charla que di sobre esto en el Lawrence Berkeley Laboratory, Sam Perlmutter me dijo: "Voy a demostrar que estás equivocado, que no hay constante cosmológica; voy a medir las supernovas y te voy a demostrar que el universo está decelerándose". Y en 1998 descubrieron que el universo está acelerándose. La primera vez no me lo creí, pensé que los datos estaban mal. Luego ha habido más y más datos y otras observaciones indirectas. Ahora me parece que o es la constante cosmológica o es algo que se le parece mucho.

P. ¿Cómo es el universo que se acelera?

R. Es algo loco, el universo más loco que pueda imaginar: la mayor parte de la energía del cosmos es nada, espacio vacío, y contiene la mayor parte de la energía, el 70%. Así que el 1% del cosmos es materia normal (nosotros, los planetas, las estrellas), el 30% es materia oscura que no sabemos lo que es y el 70% es energía del vacío, que no es gravitacionalmente atractiva sino repulsiva. La aceleración significa que vivimos en el peor de los universos posibles, porque, a medida que pase el tiempo, veremos menos, y todo lo que hay en el cielo, excepto nuestra galaxia y las otras cercanas, acabará desapareciendo ante nuestros ojos al alejarse de nosotros cada vez más deprisa. Así, los pobres astrónomos, dentro de 100.000 millones de años, no verán nada, el universo visible habrá desaparecido.

P. ¿El universo estará vacío?

R. Parecerá vacío porque todo estará más allá del horizonte visible.

P. ¿Y eso debido a la constante cosmológica?

R. Sí, con el tiempo será más y más importante porque la densidad de la materia será menor, mientras que la densidad de la energía de vacío permanece constante. Ahora la materia es el 30% del universo, dentro de 10.000 millones de años será sólo el 5% y después el 1%...

P. ¿Cambia esto la idea que tienen de la historia pasada del cosmos o sólo su futuro?

R. Si se trata de la constante cosmológica, su efecto es cada vez más importante en el futuro, pero era irrelevante en el pasado. Como he dicho, la densidad de la materia normal es cada vez menor en el futuro; a medida que el universo se expande domina la constante cosmológica y el universo se acelera. De hecho, podemos determinar cuándo el universo pasó de decelerarse (cuando era mayor la densidad de la materia normal) a acelerarse (cuando domina la constante cosmológica).

P. ¿Cómo resolver el misterio?

R. Creo que no lo podremos resolver con observaciones astronómicas, tendremos que ir a la física de partículas. Para solucionar el problema de la constante cosmológica tenemos que comprender la naturaleza de la energía del vacío y cómo gravita, necesitamos una teoría de la gravitación cuántica. Esto va a ser duro.

Lawrence M. Krauss, en Madrid.
Lawrence M. Krauss, en Madrid.A. R.

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