Elogio de la investigación pura

James Peebles deplora ver gente caminando por la calle con la vista clavada en el teléfono celular. “¿Por qué no admiran el mundo que nos rodea?”, dice en un paréntesis durante nuestra entrevista por Zoom en abril de 2021. La ocasión es la próxima publicación en español de su libro El siglo de la cosmología dentro la colección Biblioteca Científica del Ciudadano (bcc) que dirigen Omar López Cruz y Lamán Carranza bajo el sello de Grano de Sal. La bcc se publica con el auspicio del Gobierno de Hidalgo.

Peebles es el “padre de la cosmología física”, disciplina que está indirectamente relacionada con la existencia de esos aparatos infernales. “A finales de la década de 1950 y durante la de 1960 los ingenieros de los Laboratorios Bell Telephone estaban investigando modos de comunicación por microondas, esto es, radiación de longitudes de onda entre centímetros y decenas de centímetros”, cuenta Peebles mientras me explica cómo cayó en la cosmología. “Esa investigación nos dio los teléfonos móviles, para bien o para mal.” Pero es lo de menos. No estamos hablando de telecomunicaciones, sino de uno de los descubrimientos accidentales más célebres de la historia de la ciencia.

“Ya desde 1959 los ingenieros de la Bell Telephone se estaban dando cuenta de que sus antenas de microondas detectaban más ruido del que se podía explicar por medio de un recuento de todas las fuentes posibles”, relata Peebles. Tras mucho batallar para eliminar ese ruido, los ingenieros tiraron la toalla. Durante varios años éste fue el “sucio secretito de la Bell Telephone”, hasta que en 1964 “dos jóvenes del departamento de radioastronomía decidieron localizar la fuente de aquella radiación”. Arno Penzias y Robert Wilson probaron todo, desde revisar los circuitos y el cableado de la antena en forma de cuerno de la abundancia hasta cubrir con un material aislante las cabezas de los remaches y remover del cuerno todo el excremento de paloma, pero nada: seguían obteniendo un ruido que caracterizaron como radiación térmica a dos grados Kelvin (o dos grados sobre cero absoluto; hoy diríamos simplemente “dos kelvin”). Penzias y Wilson “merecen crédito por no rendirse, pero sobre todo por expresar sus cuitas hasta que alguien los escuchó”. Esa persona les sugirió que hablaran con Bob Dicke, de la vecina Universidad de Princeton.

James Peebles considera a Dicke como su mentor. “Llegué a la Universidad de Princeton en 1958. Al poco tiempo mi atención se dirigió a uno de los profesores, Robert Henry Dicke —Bob, como le decían todos—, quien se interesaba en física gravitacional. Hacía el tipo de cosas que me gustan; en concreto, sentarse a considerar ideas en busca de evidencias a favor o en contra, explorar las consecuencias, poner a prueba y quizás ampliar la idea.” Dicke le sugirió a Peebles que se dedicara a la cosmología. “Es asombroso —dice Peebles—. A eso me he dedicado durante toda mi carrera.”

Dicke, Peebles y los otros dos miembros del equipo, Peter Roll y David Wilkinson, estaban poniendo a punto un experimento para poner a prueba una de las ideas del primero. Si el universo empezó en un estado mucho más denso y caliente, como sugiere el hecho de que se está expandiendo, la radiación térmica producida por las altas temperaturas de aquella época aún debería estar presente, puesto que no tendría adónde ir (ni modo que se salga del universo). Roll y Wilkinson tenían la tarea de construir un instrumento inventado por Dicke para medir esa radiación, mientras Peebles se hacía cargo de la parte teórica. (Sin saberlo Dicke y Peebles, la radiación térmica ya la había predicho en los años treinta el físico ruso George Gamow.) Esta radiación “fósil” del origen del universo tendría que llegar de todas direcciones y poseer las características de la radiación que desprende un objeto a una temperatura de cinco kelvin.

En eso estaba el equipo cuando recibieron la llamada de Arno Penzias. “Sería alrededor de enero de 1965, no recuerdo la fecha exacta”, dice Peebles, dubitativo. “El resultado de la llamada de Arno a Bob fue una visita a los Laboratorios Bell.” Peebles no estuvo presente. A su regreso, Dicke le dijo: “Creo que encontraron algo.” Penzias y Wilson habían dado por accidente con la radiación que Dicke y sus colaboradores se disponían a buscar. El resultado fueron dos artículos publicados en el mismo número de la revista Astrophysical Journal Letters en 1965. Era el anuncio del descubrimiento del “fondo de radiación cósmica”, como se conoce hoy este eco del origen del universo.

“Muchas veces me han preguntado ‘¿No los mortificó que se les hubieran adelantado?’ La respuesta, por mi parte, es muy clara. Creo que también por parte de David… y yo creo que de Bob Dicke también. La búsqueda de esta radiación de las primeras etapas del universo era muy especulativa. Nada garantizaba que el detector que construyeron Roll y Wilkinson detectaría algo. Era una apuesta, lo reconozco completamente. Yo me decía ‘dedicaré un año, más o menos, a explorar las implicaciones de este experimento, salga o no salga, y luego haré algo más sólido’. Entenderás que, en estas circunstancias, nuestra reacción fue de entusiasmo, no de mortificación. Aquello era evidencia de algo nuevo. Podía ser radiación de las primeras etapas del universo o podía ser algo muy distinto. Pero era nuevo, y por lo tanto era algo que Roll y Wilkinson podían observar y yo podía analizar, o sea era un motivo para entusiasmarse.”

La existencia de la radiación de fondo no hizo más que consolidarse en los años siguientes y con ella se consolidó también el modelo del big bang del origen del universo.

En 1978, la Real Academia de Ciencias de Suecia le otorgó el Premio Nobel de Física a Penzias y Wilson. Mucha gente piensa que también tendrían que haber reconocido por lo menos a Robert Dicke. Cuarenta y un años después, en su propio banquete de recepción del Premio Nobel, Peebles dijo conciliadoramente que la decisión había sido correcta. Le pregunto si lo decía por ser amable con sus anfitriones: “Bueno, estoy seguro de que la gente del Nobel sabía de mi irritación con ellos por no reconocer a Bob Dicke. Jamás me lo callé […] El premio se lo dieron a Penzias y Wilson… ¡y a Kapitza! Kapitza, gran pionero de la física de la materia condensada. Un premio bien merecido, pero, ¿qué tenía que ver la física de la materia condensada con la cosmología? Era una mezcla de disciplinas muy artificial. Lo combinación obvia, ¡obvia!, era Penzias, Wilson y Dicke. Pero te contaré una anécdota. Recibí la llamada del Premio Nobel a una hora muy cómoda para Estocolmo: las 5 de la mañana en Nueva Jersey. Así que levanto el teléfono. Todo empieza con mucha formalidad. ‘¿Es usted el profesor Philip James Edward Peebles?’ ‘Sí’, contesto. ‘Hemos decidido por votación otorgarle el Premio Nobel de Física. ¿Acepta?’ Llegados aquí yo podría haberme sentido tentado a decir, ‘Sí, pero antes discutamos el asunto de la omisión de Bob Dicke’, pero me contuve. Humildemente dije: ‘Acepto’, y a partir de ahí la conversación se volvió mucho más amistosa.”

Hoy James Peebles considera que su Premio Nobel fue también un reconocimiento tardío a Bob Dicke. “Y también un reconocimiento a mi universidad, Princeton, que nunca cuestionó el que yo dedicara todo mi tiempo a investigaciones que nunca serán lucrativas. Es un testimonio del valor que le damos a la investigación pura, impulsada únicamente por la curiosidad sobre el mundo que nos rodea.”

Le pregunto si un país puede construir una comunidad científica sólida si excluye toda investigación que no tenga aplicaciones prácticas. “Entenderás que mi respuesta es interesada”, dice con una risita. Luego en respuesta a la pregunta: “Claro que no. A corto plazo sí puedes. Si decides excluir toda investigación impulsada por la pura curiosidad y te concentras en aplicaciones prácticas, darás grandes pasos, pero te rezagarás respecto de otros países que sí invirtieron en la investigación movida por la curiosidad como la que nos dio el estúpido teléfono celular y tantas otras cosas. Cuando estuve en Estocolmo, el Premio Nobel de Química se otorgó al descubrimiento de un proyecto de ingeniería: las baterías de iones de litio, que han revolucionado nuestras vidas, pero ese descubrimiento proviene de la pura curiosidad”, y añade: “los químicos hacen cosas maravillosas, y también hacen investigación pura que puede redituar”.

Peebles cuenta otra anécdota personal para enfatizar el punto en discusión. “Me parece notorio el ejemplo del rector de la Universidad de Princeton. Un día nos invitó a mi esposa y a mí a una cena con los miembros del consejo. Le expresé mi agradecimiento a la universidad por apoyar la investigación pura. Después de todo, lo que yo hago no es lucrativo. Y el rector me dijo: ‘Considere que Albert Einstein escribió en los años treinta un artículo con Rosen y Podolsky acerca de sistemas entrelazados en mecánica cuántica. Esa teoría se usa hoy para desarrollar computadoras cuánticas que podrían resolver problemas imposibles de enfrentar con computadoras normales.’ Yo no creo que mis teorías de la expansión del universo se vayan a transformar en nada así de útil, pero la idea general es que haya tanta gente haciendo investigación pura en tantas direcciones distintas, que alguna tope inesperadamente con algo lucrativo.”

Sergio de Régules es coordinador científico de la revista ¿Cómo ves?, de la UNAM, y autor de obras de divulgación como Cielo sangriento. Los impactos de meteoritos, de Chicxulub a Cheliábinsk (FCE, 2016)

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