La ciencia busca las respuestas para la pregunta sobre el origen del Universo
Una máquina que podrá develar el origen del Universo, que podrá explicar cómo se formó la materia y que podrá despejar las dudas más antiguas de la humanidad. "Todos los humanos hemos tenido esa curiosidad de saber de dónde venimos, por qué estamos aquí y por qué es que podemos pensar nosotros mismos sobre ello", explicó Manuel Delfino, catedrático de Física en la Universidad Autónoma de Barcelona. Y sobre este tema fue la charla en La Tertulia, con Carmen Tornaría, Alberto Volonté y Carlos Maggi.
(Emitido a las 9:37)
EMILIANO COTELO:
El Gran Colisionador de Hadrones (conocido como LHC, por su sigla en ingles: Large Hadron Collider), el mayor acelerador de partículas del mundo, se puso en marcha exitosamente esta semana en la frontera entre Francia y Suiza.
Se trata de una máquina que durante 15 años demandó el trabajo de 10.000 científicos e ingenieros de 80 países en un proyecto en el que se han invertido 6.000 millones de euros y que se espera dé respuesta a las grandes preguntas aún abiertas sobre el origen del universo.
El miércoles a las 4:30 de la mañana, hora uruguaya, los dos primeros haces de partículas efectuaron -una en sentido inverso al de la otra- una vuelta completa a esta circunferencia de 27 kilómetros enterrada a 100 metros bajo tierra cerca de Ginebra.
"Fue un día histórico para la humanidad que quiere saber de dónde viene y adónde va y si el universo tiene un fin", exclamó el director general de la Organización Europea para la Investigación Nuclear.
El funcionamiento de este acelerador se basa en hacer estallar protones que circulan en sentido inverso, provocando así la emergencia de unas partículas primarias jamás observadas hasta ahora, los "bosones de Higgs" que corroborarían los pilares teóricos sobre los que se asienta este campo de la física que estudia cómo están hechas y cómo funcionan la materia y la energía.
Con este colosal instrumento se propone recrear las condiciones que prevalecieron en el universo justo después de su nacimiento, justo después del llamado Big Bang, y antes de que las partículas elementales se asociaran para formar los núcleos atómicos.
¿De qué está formada la materia oscura?,
¿Por qué no existe la antimateria?
¿Hay otras dimensiones y universos paralelos?
Estos son algunos de los enigmas que el Gran Colisionador de Hadrones permitiría comenzar a desentrañar en los próximos años...
Estamos con tres de los integrantes de "La tertulia de los viernes", Carmen Tornaría, Carlos Maggi y Alberto Volonté, todos muy entusiasmados con esta noticia. En tu caso, ¿por qué, Carlos...?
CARLOS MAGGI:
Porque es la noticia más importante del mundo en este momento. Si la ciencia está a punto de probar, de descubrir una cosa nueva que cambia absolutamente todo el fundamento de la física actual y no se atiende a eso ¿qué vamos a atender?
EC Habitualmente no está allí el eje de la atención, ¿verdad?
CM Es muy raro que se dé una contingencia tan espectacular y tan concreta, la ciencia es muy discreta; a lo largo del tiempo va descubriendo cosas y las va coleccionando, pero una cosa espectacular como esta no se da en un siglo, esto es un hecho diferente cualitativamente a todos los hechos de la ciencia, es una experiencia de laboratorio con una dimensión que nunca se vio. Entonces yo pienso que tiene una espectacularidad y una sustancia periodística absoluta, pero además una trascendencia muy grande incluso desde el punto de vista filosófico... ¿qué piensa un buen católico de lo que está pasando?, ¿qué piensa del capítulo del Antiguo Testamento referido a la creación?
EC Sí, porque recordemos que este instrumento, que algunos dicen es la máquina más grande que ha construido el hombre, se propone recrear las condiciones que se daban en el universo justo después de su nacimiento, justo después del llamado Big Bang y antes de que las partículas elementales se asociaran para formar los núcleos atómicos. Por ahí viene tu alusión a los católicos, a Dios supongo.
CM Si hay una partícula que se llama "la partícula de Dios", con cuya hipótesis se cambia una realidad por otra, y que se integre el universo en función de eso, es para atenderlo. Están estudiando cómo se creó el universo.
EC Alberto, ¿el interés tuyo por dónde viene?
ALBERTO VOLONTÉ:
Todas las religiones y la filosofía que no es la religión han investigado siempre cuál fue el origen de las cosas y creo que hoy empieza a demostrarse que no hay antinomias entre la ciencia, la filosofía y la religión. Lo que sucede es que a veces desde la religión se dio un origen del universo un poco folclórico. Y Carlos me comentaba algo fuera de micrófonos, y me enseñaba una cosa muy rápida: "Alberto dijo- una cosa es el Viejo Testamento y otra cosa es el Nuevo Testamento. Y el actual Papa ha hecho y ha demostrado que el Nuevo Testamento es el que debemos preservar y no tanto el Viejo".
EC Carmen, ¿tú que dices?
CARMEN TORNARÍA:
Yo estoy como feliz porque soy abuela de chiquititos de 5, 6 años y de 2 años y por lo menos los de 5 y 6 manejan el tema del Big Bang sin ningún tipo de problemas. Yo comparo conmigo cuando era chica e incluso como docente de Historia... muchas veces he tenido que explicar esto a adolescentes más grandes y me parece algo fantástico. La experiencia práctica la tuve cuando fui a la exposición de los dinosaurios, que estaba acompañada de toda una explicación gráfica estupenda del origen del mundo desde el punto de vista científico y mi nieto de 6 años me iba recorriendo y explicando con gran soltura el tema.
Es fantástico para la gente sobre todo más joven, que ya no se hace tanto problema como parecen hacerse todavía hoy algunos estados (como Estados Unidos, donde están reivindicando la teoría creacionista dentro del aula), sino que dan por sentado y como cosa natural que hubo un Big Bang, y lo explican con sus palabras sin ningún tipo de problema. Y que ahora esto se pueda reproducir desde el punto de vista de cómo fue me parece sensacional.
EC ¿Qué les parece si incorporamos a esta conversación a uno de los protagonistas de estos trabajos? Estamos en contacto con Barcelona, España, donde saludamos al doctor Manuel Delfino, que es catedrático de Física en la Universidad Autónoma de Barcelona.
Manuel tiene 52 años, nació en Caracas, Venezuela, pero hace más de 20 años que está radicado en España y desde el año 2003 dirige el Puerto de Información Científica en Barcelona, uno de los 11 centros del mundo que van a procesar los datos que surjan de este gran colisionador de hadrones
¿Qué te surge luego de escuchar esta introducción que hacíamos de la mesa acá, sobre todo de estos comentarios de los contertulios?
MANUEL DELFINO:
Yo los he escuchado con mucho interés y creo que enseñan que cuando uno estudia los orígenes del universo [está haciendo] algo que es relevante a toda la sociedad, porque todos los humanos siempre hemos tenido esa curiosidad de saber de dónde venimos, por qué estamos aquí y por qué es que podemos pensar nosotros mismos sobre ello. Entonces creo que esto tiene su lugar en el mundo y en la sociedad actual.
EC ¿Pero te resultan desmesuradas estas expectativas en relación con el trabajo que ustedes están desarrollando?
MD Una de las cosas que se citó es que los científicos no sé si se dijo que- éramos muy modestos o muy callados o algo así, pero para nosotros esto es un paso más. El problema que tenemos por lo general los que trabajamos en estos temas en particular es que los microscopios que necesitamos para ver la estructura de la materia a niveles cada vez más pequeños, por una cuestión de la física misma, es cada vez más y más grande y más complejo. Cuando yo empecé mi carrera, hace 25 años, lo de inaugurar un acelerador se daba cada dos años o tres o cuatro. Hoy en día nos hemos pasado 15 años esperando a que se construya este enorme aparato y ahora nos vamos a pasar unos 10 años tomando datos con él y explotando los resultados.
EC Por qué no le explicas a los oyentes en los términos más sencillos posibles qué es lo que este aparato va a permitir.
MD Se llama acelerador porque coge unas partículas que son muy comunes, que son los protones (los núcleos del átomo de hidrógeno), y les impartimos una gran energía cinética (energía de movimiento). De la misma manera, conceptualmente, si ponemos a un niño en un columpio y le vamos dando el impulso, en el momento correcto el columpio puede coger un gran vaivén.
Luego chocamos dos haces de protones y por la famosa ley de Einstein de E = mc2 podemos convertir esa energía de movimiento en partículas de masas que han de ser menores que la cantidad de energía que tenemos a mano. Y cada vez vamos a más alta energía para poder crear partículas que no hemos podido crear anteriormente, simplemente porque no había la energía disponible.
CM - A mí me gustaría como dice nuestro pensador Vaz Ferreira desinfectar las palabras antes de utilizarlas y esto es una forma de creación de masa, dime tú si me equivoco, es decir pasar de energía a materia. ¿Ese es el experimento que se va a hacer?
MD Esa es la base del experimento sí, convertimos partículas habituales que tenemos aquí en la tierra en cualquier momento, como el núcleo del hidrógeno, le damos energía de movimiento y con eso creamos partículas que no se han creado anteriormente. En este caso en particular, esas partículas son las que habitaban nuestro universo solo unas pocas fracciones después del big bang.
CM Así que no es otra cosa que una cerilla al revés, ya que si uno frota un fósforo contra la caja se hace luz y se hace calor, así que se pasa de una materia a la energía y este es un experimento que pasa la energía a materia.
MD Exactamente.
EC De esa manera, lo que se va a buscar entre otras cosas es que emerjan unas partículas primarias jamás observadas hasta ahora "los bosones de Higgs". ¿Qué son los "bosones de Higgs"? ¿Qué importancia tienen?
MD Esa quizás es una de las cosas más difíciles de explicar, pero lo intentaré. Una de las grandes preguntas de la física moderna es por qué cada una de las diferentes partículas elementales que observamos tiene una masa que es diferente. En principio tenemos una teoría mucho más bonita estéticamente, que es que todas las partículas o bien no tuvieran masa en absoluto o al menos tuvieran todas la misma masa, pero no es el caso. Entonces la pregunta es cómo adquieren esa masa y la propuesta más elaborada que hay sobre eso es a partir de su interacción con esta nueva partícula que se llama "el boson de Higgs", que sería el responsable de darle masa a las otras partículas.
¿Por qué no lo vemos hoy en día? No es que no existan, sino que son muy difíciles de ver a la extremadamente fría temperatura del universo que tenemos actualmente. Hemos de recordar que a medida que uno rueda la película hacia atrás y se acerca al momento del big bang el universo en sí se va encogiendo, cada vez es más y más pequeño, pero contiene la misma cantidad de energía, por lo cual se va calentando cada vez más. Entonces el universo pocos segundos después del big bang es muchísimo más caliente que el actual. Y esa condición es la que hemos de recrear por un pequeñísimo y brevísimo instante y en un pequeñísimo volumen recreamos esas condiciones en el LHC.
CM ¿Qué materia se va a crear después que esas partículas en movimiento choquen, levanten la temperatura y se produzca la cosa milagrosa de pasar de energía a materia? ¿Qué cuerpo van a producir ustedes si el experimento es exitoso?
MD Posiblemente se podrían producir estos "bosones de Higgs" que son los que más perseguimos...
EC Dices tú "se podría producir", porque hasta ahora son una teoría y lo que ustedes van a tratar de comprobar es si efectivamente existen o existieron.
MD Exactamente.
CM ¿Eso está dentro de la tabla de Mendeleiev?
MD No, porque las tablas de Mendeleiev nos describen los átomos, cómo se agrupan los protones y neutrones para hacer núcleos de diferentes cargas y tamaños y se rodean de electrones para formar todos los diferentes átomos que conocemos.
Nosotros estamos trabajando aproximadamente a mil billones de veces más pequeño, o sea que es algo que no sólo estamos mirando dentro de los protones, sino que estamos mirando prácticamente dentro de los mismos "cuarks", que sabemos desde hace unos 25 años que son como los pequeños constituyentes que hacen a los protones. Los protones en sí son como pequeños átomos de unas cosas que llamamos con el nombre de "cuarks".
AV - Esta partícula se conoce o se descubre por deducción, que es una forma de conocer las cosas. Entonces me encantaría que tú nos explicaras a todos por qué se considera que no está comprobada la existencia de algo que, por medio de la deducción, se conoce que existe. [...] Quiero decir que si la deducción es un sistema de conocimiento, ¿por qué ahora tenemos que comprobar su existencia en este maravilloso sistema que tú estás explicando muy bien?
MD Yo te di mi respuesta como físico experimental, y creo que siempre hay que comprobar todas las posibles como tu llamas "deducciones", que nosotros llamaríamos "propuestas de teorías" o "modelos".
Y te doy un ejemplo: a finales del siglo XIX la gente empezó a jugar con imanes y con baterías y se descubrió todo el mundo de la electricidad y el magnetismo (se descubrió en el sentido científico de empezar a estudiarlo). Y la gran pregunta era: ¿si la luz es un fenómeno electromagnético, cómo se propaga? o sea ¿qué hace que la luz vaya de un lugar para otro?. Entonces, se propuso como tu dices- por deducción una cosa que se llamaba el "éter".
El éter era una sustancia que permeaba todo el universo, estaba en todos lados y a medida que se estudiaba en más detalle todos estos fenómenos electromagnéticos y de la luz se le tenían que poner más y más complejas propiedades al éter para que cumpliera su función. Incluso eran propiedades un tanto esquizofrénicas, porque por ejemplo tenía que ser maleable e infinitamente rígido al mismo tiempo.
Y lo que pasó justo a finales del siglo XIX y a principios del siglo XX fue que se hizo una serie de experimentos que comprueban de una manera que no voy a describir para no alargarme que el éter tal como se había propuesto no existe. Entonces esto crea una gran crisis en la física teórica, cuya salida viene a ser dada por gente como Albert Einstein, Pauli y Heisenberg, de donde sale toda la física moderna, la física cuántica, con la cual ahora entendemos todos los átomos y las moléculas y todo eso.
No sé si te he respondido por qué nosotros los físicos experimentales no nos creemos nada hasta que no lo veamos.
CARMEN TORNARÍA:
Yo quería preguntarte, porque los físicos también son hombres de la cultura, cuál te parece que va a ser el impacto del manejo de esta partícula millones de veces más pequeñas que las conocidas, en el mundo de la cultura, en el mundo de la plástica y de la concepción actual del tiempo y el espacio.
MD Yo creo que el impacto tal como tú lo describes tarda su tiempo, o sea que no sé si yo llegaré a verlo. Pero creo que, por ejemplo el impacto de la gravedad de Einstein o de la mecánica cuántica se ha tardado 20, 30 o 40 años, pero ha entrado. Todo el mundo lo utiliza, quizás de manera ligeramente incorrecta, como por ejemplo lo de decir "el tiempo es relativo" y "depende de la mirada con que se vea". Todo esto se alimenta de las ideas de la relatividad de Einstein a principios del siglo XX.
El hecho de comprobar la teoría del big bang (a través de mecanismos como el "boson de Higgs", o algunas de las otras alternativas que se producen), de concebir nuestro universo como un condensado en el que se cogió la energía inicial y en un proceso de enfriamiento se convirtió en masa y que todo eso nos crea el mundo subatómico que conocemos hoy en día y que alimenta a nuestro mundo atómico, que luego usamos para hacer chips para computadores y nano tecnología y quién sabe qué otras cosas... yo creo que esto sí que tiene un impacto sobre la cultura.
EC ¿Y cómo es eso de que también podría responderse a la pregunta sobre si hay otras dimensiones y universos paralelos?
MD El "boson de Higgs", hasta cierto punto, es la explicación más convencional y más simplista que se puede dar a cómo darle masa a las partículas. Sin embargo, hay ciertos problemas que (yo debo confesar que no soy experto en el tema, pero mis colegas físicos teóricos y físicos matemáticos me explican) la teoría no acaba de satisfacer desde el punto de vista de correctitud matemática. Esto ha ocurrido varias veces en la historia de la física y normalmente lo que no se ha aclarado es que la teoría era incompleta, que sólo describía parte de la historia y que había otras cosas que no se tomaban en cuenta, y esa irregularidad matemática era lo que manifestaba que faltaba algo.
Entonces hay propuestas alternativas en las que el "boson de Higgs" se reemplaza por otras partículas que al final actúan de la misma manera, pero cuya propuesta es que el universo en vez de tener las cuatro dimensiones que conocemos (ancho, el alto, el largo y la profundidad) y el tiempo, podría tener otras dimensiones de las cuales no participamos en nuestro mundo actual, por las mismas razones que cité anteriormente: que el universo se ha enfriado tanto que estas otras dimensiones son demasiado pequeñas para que nosotros las apreciemos.
Es como si algo fuera muy alto y muy ancho pero infinitamente poco profundo, entonces lo pensaríamos como un objeto en dos dimensiones, en vez de en tres.
CT Yo creo que los niños y los adolescentes de hoy están anticipándose en el manejo del tiempo y el espacio, lo digo como educadora, y por eso muchas veces tenemos dificultades para las categorías en las cuales nos hemos formado los que tenemos 50 y más. Por ejemplo, el tema de leer de izquierda a derecha, de arriba hacia abajo, es una concepción del mundo y es una concepción de un determinado orden. Ya los niños y los adolescentes, en los juegos electrónicos, están manejando otras categorías de tiempo y espacio y por eso nos ganan siempre.
MD Sí, y además otras maneras de concebir información. Creo que la escritura es uno de los grandes avances de la civilización y fue lo que propulsó el progreso en esa época. Pero también hay que decir que el corte cerebral es un enorme procesador visual, o sea que dedicamos más parte de nuestro cerebro a eso que a ninguna otra cosa. Y creo que una de las grandes cosas de las máquinas de videojuegos es que tienen una manera de entrar información dentro de nuestro cerebro a través de los ojos y a través de este gran procesador gráfico que tenemos metido en la cabeza. Creo que estas son alternativas.
CM Dos preguntas relativas al tiempo. ¿Durante cuánto tiempo van a chocar esas partículas? Unas van en un sentido, las otras van en otro sentido, van a chocar y van a producir un efecto o no.
MD Hemos de aclarar que a las partículas dentro del LHC le llamamos un "haz", pero no es un continuo, sino que va en paquetes que son aproximadamente de un centímetro de longitud... un centímetro en 27 kilómetros es casi una longitud despreciable... Y de esos hay muchos, aunque el número exacto no me lo recuerdo en este momento, creo que son 2.800 paquetes que están repartidos alrededor de la circunferencia y están dando vueltas uno en un sentido y uno en el otro.
Vamos a simplificar: en vez de 2.800 cojamos sólo uno en cada lado y si hacemos así con las manos veremos que chocan en dos lugares. En el LHC se cruzan dos de estos paquetes cuarenta millones de veces por segundo.
EC Desde el punto de vista del procesamiento de la información van a tener un trabajo infernal, porque se acumula una enorme cantidad de datos.
MD Es realmente terrorífico. De hecho es curioso que cuando el LHC se aprobó, hace más de 15 años, todo el capítulo de computación y procesamiento de datos se puso a un lado, porque nadie sabía cómo hacerlo ni cuánto iba a costar. Y no fue hasta el 99 que desempolvamos ese tema y dijimos "ahora vale la pena estudiarlo, porque ahora sabemos que vamos a tener tecnología y podemos estimar los costos".
Entonces sí es un problema, porque cada uno de estos detectores es como una especie de super cámara digital que está tomando, en principio, cuarenta millones de fotos por segundo. Y la otra escala es que este aparato está funcionando 24 horas al día, 7 días a la semana, durante unos entre 6 y 8 meses del año. No funciona 12 meses al año, porque al ser tan complejo requiere una serie de mantenimientos y el CERN lo para durante unos meses.
Y la expectativa ahora es que vamos a exprimirle datos durante los próximos al menos 10, quizás incluso hasta 15 años.
(Foto: AFP)
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Nota relacionada: Arranca la búsqueda de la 'partícula Dios' - Reportaje del diario El País, de España