Es uno de los científicos españoles más reputados a nivel internacional. Ha sido galardonado con una advanced grant para investigar sobre gravedad y agujeros negros y por el Consejo de Investigación Europeo sobre su proyecto para desarrollar nuevos enfoques en el estudio de la gravedad y el espaciotiempo. Estos estudios, además de otros como el de las teorías de supercuerdas, sirven de referencia a otros compañeros que buscan desentrañar en pleno siglo veintiuno los misterios insondables del universo. En Iluminando el lado oscuro del universo (Ariel), Roberto Emparán, investigador ICREA en el Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona, pone el acento en el descubrimiento de las ondas gravitatorias, el peculiar sonido que producen dos agujeros negros que chocan y se funden uno con otro. Emparán está convencido de que a partir de ahora escucharemos la banda sonora de estas ondas que cambiarán la manera que tenemos de imaginar el universo. Todo comenzó hace aproximadamente un siglo con los primeros estudios de un joven llamado Albert Einstein. El resto es historia. Mientras tanto, Emparán sigue cuidando de sus gatos blancos y atigrados, mientras aún no ha aceptado de momento ninguno negro.

 

¿Por qué el descubrimiento de las ondas gravitatorias cambiará el concepto de universo que teníamos hasta ahora?

Las ondas gravitatorias nos muestran que el espacio y el tiempo son entidades “vivas”, capaces de vibrar y temblar, de adaptarse continuamente al contenido de materia y energía del universo, de responder a sus movimientos, y de transmitirnos información sobre todo ello de una manera muy similar a como lo hace el sonido: no dándonos imágenes (como las que obtenemos con la luz), sino contándonos historias sobre acontecimientos que en muchos casos no podemos ver. Pero a diferencia del sonido —que necesita de un medio material en el que propagarse, ya sea el aire o el agua— las ondas gravitatorias tan solo necesitan espacio y tiempo, dado que, de hecho, no son sino el propio espaciotiempo vibrando.

Podemos pensar que las ondas gravitatorias nos añaden la banda sonora a la película del universo. Ahora no solo comenzamos a oír las voces de los actores —hemos oído estrellas de neutrones chocando entre sí, esperamos escuchar estallidos de supernovas—; también podemos percibir sonidos de objetos que no aparecen en la imagen —agujeros negros de todos los tamaños— e historias remotas, como el comienzo del universo, oculto bajo densas capas de materia y radiación. Todo ello acompañado por la orquestación del conjunto del universo, tanto el conocido como el ahora desconocido (¿oiremos los susurros de la materia y energía oscuras?).

Roberto Emparán, en una conferencia. Foto: Youtube.

 

¿Cómo es posible que en apenas cien años se haya avanzado tanto en el conocimiento que el ser humano tiene de la inmensidad del universo?

Desde los comienzos de la ciencia moderna el progreso se ha acelerado continuamente, debido en buena parte a un proceso de autorefuerzo entre la ciencia, la tecnología, la economía y la sociedad. Los descubrimientos científicos llevan a avances tecnológicos que a su vez permiten investigaciones más precisas, más detalladas, y más profundas. Por otro lado, las nuevas tecnologías hacen crecer la economía, lo que lleva a disponer de más recursos para la ciencia, y también aumentan la población y su bienestar, lo que permite que haya más personas que puedan dedicarse a tareas especializadas cuyo impacto social solo se ve a largo plazo, como es el caso de la investigación fundamental.

“Los agujeros negros son lugares a los que se puede entrar, pero de los que es imposible salir”

Hace cien años Einstein puso las bases de varios de los más importantes desarrollos del último siglo. No solo nos dio una nueva manera de entender el espacio y el tiempo. Sus descubrimientos sobre la radiación dieron lugar, tras su muerte, al láser, que además de ser una parte importante de mucha tecnología actual, es uno de los elementos fundamentales en los modernos detectores de ondas gravitatorias. Sus teorías también han permitido el desarrollo del GPS (sí: nuestros teléfonos móviles han de tener en cuenta que ¡el tiempo se curva!). Este último no solo afecta directamente nuestro día a día, sino que también es esencial para mucha ciencia de alta precisión, incluyendo la nueva astronomía gravitacional. En la actualidad, los descubrimientos de la física cuántica también están entrando en una fase de aplicaciones revolucionarias, una nueva tecnología que impactará la economía y la sociedad y llevará la ciencia todavía más allá.

 

¿Seguiremos llevándonos sorpresas a corto plazo con nuevos descubrimientos sorprendentes?

Seguro que sí. La historia de la ciencia nos muestra invariablemente que cada vez que disponemos de una nueva manera de observar el universo, pronto nos encontramos con lo inesperado. La misma noche en que Galileo apuntó su telescopio al cielo, comenzó a ver cosas que nadie había imaginado antes: montañas y valles en la luna, y después satélites en torno a otros planetas, manchas en el Sol, millares de estrellas en la Vía Láctea. Esto mismo ha ocurrido también cuando hemos comenzado a observar el universo con ondas de radio y rayos X: nos han dado sorpresas como el Big Bang, los cuásares y púlsares, y mucho más. Ahora las primeras ondas gravitatorias nos han mostrado colisiones entre agujeros negros con masas que desconocíamos, y también choques entre estrellas de neutrones durante las que se producen toneladas de oro y platino.

“En España no nos creemos que la ciencia sea cosa nuestra”

Con las ondas gravitatorias podemos decir que acabamos de sentarnos en el auditorio: tan solo conocemos unas pocas melodías e instrumentos de la orquesta, y la mayor parte del programa que nos espera son composiciones nunca antes oídas. Al igual que nos ocurre con la música y el arte contemporáneos, todo ello cambiará nuestra apreciación de lo que es este universo tan extraño en el que vivimos.

 

¿Qué nuevo mundo se abre exactamente tras el descubrimiento de las ondas gravitatorias?

Tener acceso a investigar en detalle la estructura del espaciotiempo abre posibilidades insospechadas tanto en la astrofísica y la cosmología como en la física nuclear y de partículas elementales, y en la física más fundamental que trata de descubrir las leyes básicas que rigen todo el universo. Al conocer mejor las propiedades de los agujeros negros y las estrellas de neutrones entenderemos mejor la evolución y muerte de las estrellas, y la formación de los elementos químicos, muchos de los cuales se “cocinan” en supernovas y en choques entre estrellas de neutrones. También aprenderemos sobre el origen de las galaxias y los procesos que las controlan. Por ejemplo, sabemos que muchas galaxias contienen un agujero negro supermasivo en su núcleo, y que este agujero negro tiene mucho que ver con el tamaño y propiedades de esa galaxia. Pero todavía no sabemos qué viene antes: ¿el agujero negro, la galaxia, o quizás ambos al mismo tiempo?

Los choques entre agujeros negros también nos revelan aspectos de la física más fundamental: ¿son realmente las ecuaciones de Einstein las que gobiernan esos choques? ¿Estamos seguros de que se trata de agujeros negros, y no de algún “impostor” todavía más exótico?

“Tan solo en nuestra galaxia creemos que hay cientos de millones de agujeros negros”

En su largo viaje por el universo hasta llegar a nosotros, las ondas gravitatorias también nos informan sobre el ritmo al que se expande el universo, y ya nos han dicho que ellas mismas se propagan a igual velocidad que la luz, en total acuerdo con la teoría de Einstein.

Finalmente, al igual que usamos el sonido —las ecografías— para obtener información sobre lo que ocurre antes de dar a luz, las ondas gravitatorias —los sonidos del espaciotiempo— nos permitirán acceder a los primeros instantes del universo, que ahora están más allá de nuestra visión ya que en esa época el universo era totalmente opaco.

Recreación artística de una onda gravitatoria.

 

Einstein sigue vivo mucho tiempo después. Y no parece que haya llegado un relevo listo para asumir los nuevos retos de la ciencia en torno a los misterios del universo. ¿Es necesario este relevo o nos basta con aplicar los conocimientos del alemán?

Sí que hay, y continuamente ha habido, relevo de Einstein en la frontera de la ciencia. La investigación sobre los fundamentos de la naturaleza ha avanzado enormemente desde Einstein, y podemos decir sin lugar a dudas que hoy entendemos sus teorías mucho mejor que él. Por ejemplo, Einstein nunca llegó a comprender que sus ecuaciones predecían la existencia de los agujeros negros; llegar a aceptar esto nos ha requerido varias décadas y el trabajo colectivo de muchos científicos, pero hoy en día los agujeros negros ya forman una parte esencial de nuestra visión del universo. También tenemos teorías muy sofisticadas (aunque todavía no verificadas) que van más allá de las de Einstein, con las que tratamos de unificar sus dos mayores obsesiones: la cuántica y la gravedad.

“Las ondas gravitatorias nos añaden la banda sonora a la película del universo”

Es cierto, sin embargo, que aunque continúan surgiendo científicos jóvenes de enorme talento, no hemos tenido otra figura de talla tan excepcional y con un impacto tan revolucionario como el suyo. Quizás la ausencia de un nuevo Einstein sea una consecuencia de que la ciencia fundamental haya madurado mucho y ya se hayan realizado los desarrollos importantes al alcance de un solo individuo, de forma que lo que queda por descubrir sea imposible sin la labor colectiva de muchos científicos. O quizás no, y todavía pueda aparecer alguien singular, capaz de mostrarnos algo muy básico pero profundo en lo que nadie ha reparado aún.

 

Todo es materia y energía. ¿Con este cóctel y la relación espacio-tiempo se puede explicar todo respecto al lado oscuro del universo?

Todo es materia, energía, espacio y tiempo, en constante interacción unos con otros. Pero ¿sabemos bien qué son y cómo se comportan?

Conocemos unos ciertos tipos de materia y energía —los que podemos ver con luz y otras radiaciones— y tenemos unas reglas para el comportamiento del espacio y tiempo. Pero con estos elementos parece que se nos escapa una parte enorme del universo, hasta el 96% de él. Lo sabemos porque hay efectos gravitatorios que son inexplicables si solo existe la materia y energía que vemos, interaccionando de acuerdo con las leyes que Einstein y otros nos han mostrado. ¿Qué es lo que nos falta? ¿Debemos añadir otros tipos de materia y energía totalmente invisibles, o quizás sea la gravedad —el comportamiento del espacio y el tiempo— lo que hayamos de revisar? Hoy en día la única respuesta honesta es: no lo sabemos. Puede que sea un enigma mucho más profundo de lo que sospechamos.

“Los agujeros negros son los objetos más fascinantes, enigmáticos e increíbles que ha concebido la imaginación humana”

 

Y los dichosos agujeros negros. ¿Por qué siguen embelesándonos al más común de los mortales? ¿porque quizás seguimos sin saber a ciencia cierta qué son realmente?

Los agujeros negros son los objetos más fascinantes, enigmáticos e increíbles que ha concebido la imaginación humana, mucho más que cualquier animal mitológico o que el territorio más fantástico nunca soñado. Y a diferencia de estos, no son ficciones ni alucinaciones, sino que existen en nuestro universo, y en números enormes: tan solo en nuestra galaxia creemos que hay cientos de millones de agujeros negros.

Siempre hallamos los agujeros negros cuando llevamos la naturaleza hasta sus límites más extremos. Son lugares a los que se puede entrar, pero de los que es imposible salir, ya que ni la luz, que es lo que viaja más rápido en el universo, puede escapar de ellos. No solo eso: en su interior el universo acaba, en una especie de Big Bang inverso en el que el espacio y la materia en lugar de comenzar, llegan a su fin. Pero ese final catastrófico es completamente invisible para quien no se adentre en el interior del agujero negro.

“Con las ondas gravitatorias podemos decir que acabamos de sentarnos en el auditorio”

Esta combinación de oscuridad inescrutable, de fatalidad misteriosa y absoluta, de hallarnos frente a uno de los lugares donde la naturaleza —y nuestra capacidad de comprenderla— llega a sus límites, excita nuestra imaginación como pocos otros fenómenos científicos pueden hacerlo.

Sabemos mucho de los agujeros negros: las ecuaciones de Einstein nos revelan en detalle la mayor parte de sus propiedades. Pero esas mismas ecuaciones son incapaces de decirnos qué ocurre en el instante de la aniquilación total en su interior. Por otra parte, Stephen Hawking descubrió que los agujeros negros parecen llevarnos a contradicciones fundamentales con la cuántica. Hawking nos planteó un enigma cuya resolución nos está forzando a repensar si el espacio y el tiempo no son más que nociones aproximadas, no fundamentales, que emergen de algo mucho más profundo.

 

¿Cree que llegará el día que Einstein y sus descubrimientos queden desfasados por otros nuevos?

Sin duda. Como he dicho antes, ahora entendemos las teorías de Einstein mucho mejor que él. Sus ecuaciones —uno de los mayores logros de la creatividad humana— siguen siendo válidas para describir lo que observamos, pero también sabemos que debemos superarlas, ya que no incorporan los efectos de la cuántica. Y quizás un nuevo hallazgo, una observación inesperada, nos revele que debemos sustituirlas, o más bien modificarlas para dar cuenta de algún nuevo fenómeno.

“Todavía no sabemos qué viene antes: ¿el agujero negro, la galaxia, o quizás ambos al mismo tiempo?”

Pero, en cualquier caso, las ecuaciones de Einstein ya forman parte de la ciencia para siempre. En su momento, las teorías de Einstein no tiraron por la ventana las leyes de Newton —esas que seguimos enseñando a nuestros estudiantes de bachillerato, y que utilizan mayoritariamente los ingenieros en su trabajo— sino que acotaron su rango de aplicación. Igualmente, los nuevos descubrimientos no nos harán desechar totalmente las ecuaciones de Einstein, sino que nos dirán cuáles son sus límites.

En particular, la idea básica de Einstein es que el espaciotiempo no es algo fijo y estático, sino que es dinámico y cambiante, y que la fuerza de la gravedad es la manera en que se nos manifiesta esa dinámica. Pase lo que pase en el futuro, esta imagen permanecerá en nuestra ciencia.

 

¿Le da el poder político la importancia que se merece a la investigación científica del universo o malvive al igual que otras disciplinas de I+D+i?

El problema de la ciencia en España es de fondo y viene de largo. ¿Quién es capaz de nombrar un científico español anterior a 1940, aparte de Ramón y Cajal? España es única entre los países con su peso económico, artístico, cultural y demográfico, en mostrar una pobreza científica extrema y difícilmente explicable. Incluso un país muy similar como Italia, que sufrió algo tan devastador para la ciencia como el proceso de Galileo, se recuperó y ha continuado produciendo científicos de primera talla.

“Einstein nunca llegó a comprender que sus ecuaciones predecían la existencia de los agujeros negros”

No sé si es la consecuencia o la causa de esta pobreza científica (quizás ambas), pero en España no nos creemos que la ciencia sea cosa nuestra. La ciencia —en particular la ciencia fundamental— es algo para otros países, no para el nuestro. Los niños españoles no tienen dificultad en creer que pueden llegar a ser grandes deportistas, cantantes o cocineros —pero no grandes científicos, no en España. Muchos intelectuales públicos españoles (no hablemos de tertulianos) ignoran e incluso desprecian la ciencia. En muchos periódicos la ciencia figura en páginas de sociedad junto a noticias de famosillos o de astrología. En la televisión y en la radio —salvo honrosas excepciones— los espacios de ciencia se programan en horas intempestivas, a menudo erráticas, despreciando a la audiencia que los busca. En España el mecenazgo científico —por personas o instituciones— está lejos de tener el prestigio que tiene el mecenazgo cultural. Cuando voy a una escuela o instituto a dar una charla sobre ciencia, muchos niños se sorprenden al saber que en su entorno cercano hay científicos activos y con presencia internacional, en muchos casos gente que estuvo en esas mismas aulas en las que ellos se sientan. Los propios científicos, en colaboración con los medios y las instituciones, podríamos hacer mucho más en esta dirección.

 

¿Qué actitud muestra la clase política española en general con la ciencia?

La actitud de nuestra clase política en cuanto a la ciencia no es más que un reflejo de esta situación en la sociedad. Aún así, dentro de esa clase política deberían surgir voces más prominentes —no solo los políticos de la tercera fila de los partidos— que lideren un cambio de mentalidad social abogando clara y abiertamente por la ciencia. Me alegraría enormemente oír alguna vez a un presidente del gobierno hacer discursos en favor de la ciencia tan claros, profundos e inspiradores como los que hizo Obama, o como los que hace el primer ministro de Canadá. Todos, incluyendo nuestros líderes políticos, debemos tener claro que España nunca, nunca será un país de primera fila si no tiene una ciencia de primera fila.

“Sí: nuestros teléfonos móviles han de tener en cuenta que ¡el tiempo se curva!”

 

¿Cuáles son los principales inconvenientes que encuentra un científico que desea desarrollar su carrera en España?

El problema está tan extendido y tan enraizado que afecta tanto a la investigación básica como a la aplicada. Es cierto que España, desde los años ochenta, ha hecho importantes avances y esfuerzos en promocionar su ciencia. Pero, más aún que la persistente financiación insuficiente, el científico se encuentra con inseguridad e inestabilidad en las convocatorias de financiación de proyectos, y con múltiples trabas para gestionar eficientemente los fondos de los que dispone. Al tiempo que se aumenta la inversión en ciencia se debe asegurar que los científicos puedan planear sus proyectos a largo plazo sin depender de los albures de la política. También se ha de facilitar que aquellos científicos que han demostrado su competencia puedan gestionar sus recursos flexiblemente. Mejoras en este sentido conllevarían, sin apenas aumentar la inversión, un aumento importante de la productividad científica de calidad. Quizás el problema estructural más serio sea que el sistema de contratación de científicos, en particular en las universidades, apenas deja posibilidad a aquellos grupos que mejor funcionan de planificar su crecimiento, diversificando, reforzando, o renovando sus líneas de trabajo.

“Las primeras ondas gravitatorias nos han mostrado colisiones entre agujeros negros con masas que desconocíamos”

 

Un panorama nada halagüeño el que dibuja…

Afortunadamente, no todo es negativo. En la administración existen personas conscientes de estos problemas, que intentan, dentro de las limitaciones de su entorno, desarrollar políticas científicas modernas. En los últimos años se han iniciado medidas que van en la buena dirección, por ejemplo, los programas Severo Ochoa y María de Maeztu, y (más localmente) iniciativas como ICREA e IkerBasque, o algunas medidas más limitadas en universidades para facilitar la incorporación de investigadores de excelencia.

“Ahora entendemos las teorías de Einstein mucho mejor que él”

Volviendo al descubrimiento de las ondas gravitatorias, la gran repercusión que ha tenido en los medios ha hecho que la investigación sobre el universo haya recibido un empuje inusual en todo el mundo. Aquellos países que están más alerta de las oportunidades que se crean han reaccionado rápidamente. Sus instituciones están pujando por crear e impulsar grupos punteros en esta nueva ciencia. Estamos todavía por ver si España participará en esta empresa como le correspondería al país que aspira a ser.

Iluminando el lado oscuro del universo
Roberto Emparán
Ariel
248 páginas
18.90 €

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2 Comentarios

  1. Agradecido don Natalio Blanco
    Estupendo artículo para todo aquel que quiera leer mucho para saber poco.
    Gran estudio e información la suya don Roberto Emparán
    Saludos a Ambos

  2. TODO ESTO SON TEORIAS NO DEMOSTRADAS…Y QUE NO SE PODRAN DEMOSTRAR…NO ES CIENCIA…AUNQUE COINCIDO EN LA NECESIDAD DE UNA VERDADERA CIENCIA (NO ESTA…)

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