La cadena de accidentes que llevó a descubrir que el Universo empezó con un Big Bang

"Dios no juega a los dados con el Universo", como dijo Albert Einstein, cuando se trata de entender cómo empezó todo, los cosmólogos ciertamente se beneficiaron de algunos golpes de suerte.

12/08/2018

La Gran Explosión fue una hipótesis hasta que a mediados de la década de 1960 se encontró, por casualidad, evidencia de lo ocurrido. Getty Images

¿Accidentes geniales y casualidad en la ciencia? Si bien es cierto que “Dios no juega a los dados con el Universo”, como dijo Albert Einstein, cuando se trata de entender cómo empezó todo, los cosmólogos ciertamente se beneficiaron de algunos golpes de suerte.

El origen del Universo fue encontrado donde nadie lo estaba buscando.

E incluso antes del descubrimiento accidental de la evidencia crucial sobre el Big Bang o la Gran Explosión, otro hallazgo fortuito dio paso a la creación de la rama de la astronomía que posibilitó que la ciencia se topara con esas pruebas: la radioastronomía.

“En la década de 1930, los laboratorios Bell estaban tratando de crear radioteléfonos pero había una señal que estaba interfiriendo con sus transmisiones a través del Atlántico, así que le pidieron a Karl Jansky (físico e ingeniero de radio) que investigara”, le cuenta a la BBC Sarah Bridle, profesora de Astrofísica de la Universidad de Manchester.

Más allá de nuestro sistema planetario

“Jansky elaboró un receptor de radio especial para captar ondas de radio desde todas las direcciones. Lo llamaban ‘el carrusel de Jansky’ porque rotaba para localizar los lugares de los que provenían esas ondas”, cuenta Bridle.

“Eventualmente Jansky se dio cuenta de que venían de la constelación Sagitario, que es donde ahora sabemos está el centro de la Vía Láctea“.

“Ese fue el primer descubrimiento de ondas de radio que venían de fuera de la Tierra y del exterior del Sistema Solar“.

Así nació la radioastronomía, con Karl Jansky como su padre.

Pero, ¿se puede decir que ese descubrimiento que abrió toda un área completamente nueva de exploración realmente fue una casualidad?

“Fue pura casualidad. ¡Él ni siquiera era un astrónomo!“, exclama la astrofísica.

Más allá de nuestros límites

Este descubrimiento accidental fue increíblemente importante porque reveló todo un sector del Universo que había sido completamente invisible y desconocido para nosotros hasta entonces.

Fue como haber estado en una habitación con poca luz, mirando con asombro todo lo que puedes ver, y de repente alguien te da gafas de visión nocturna, como explica el astrónomo Nial Tanvir, quien ha hecho contribuciones importantes a la escala de distancias extragalácticas.

“Si vamos más allá de los límites de lo que vemos con nuestros ojos, en las energías bajas tenemos infrarrojo, microondas, radioondas; en la otra dirección están los rayos X y γ. Si usamos esos otros tipos de luz, usualmente nos encontramos con procesos más exóticos que lo que vemos con nuestros ojos“.

Y el proceso exótico por excelencia, el origen del Universo en sí, fue comprobado gracias a este hallazgo fortuito: el Big Bang.

Ilustración de Big Bang estilo cómic

Volvemos al principio… en más de un sentido. Getty Images

“La idea del Big Bang, desde un punto de vista teórico, es que en un momento en el pasado, toda la materia y toda la energía del Universo estaba en un sólo lugar y luego explotó. Esa explosión marcó el principio del tiempo y la expansión del espacio partiendo de la nada, una expansión que sigue ocurriendo”, resume Tanvir.

Suena como una teoría loca, pero eso es lo que la matemática nos dice“.

Una teoría disparatada que ganó terreno durante el siglo pasado.

No obstante, hasta a mediados de la década de 1960 aún carecíamos de la prueba realmente convincente que finalmente la pusiera por encima de otras teorías competitivas.

Esa prueba finalmente se presentó en forma de radiación de fondo de microondas (CMB por sus siglas en inglés) y adivina qué: ¡fue descubierta por accidente!

Algo de más allá

“El descubrimiento de la CMB fue hecho por personas que ni siquiera lo estaban buscando -señala Bridle-. Arno Penzias y Robert Woodrow Wilson estaban utilizando una antena que había sido diseñada para mejorar las comunicaciones en la Tierra”.

En esa época, había sateloons o satélites del globo, que eran como balones que se inflaban con gas cuando ya estaban en órbita. La idea era que se pudieran transmitir ondas de radio en su dirección para que rebotaran y fueran detectadas en otra ubicación.

Penzias y Wilson, quienes trabajaban con la compañía telefónica Bell, estaban tratando de crear un instrumento que detectara esas señales, armados con un aparato difícil de describir, pero fácil de mostrar:

La antena Holmdel Horn que usaron Penzias y Wilson

Penzias y Wilson en la antena Holmdel Horn que usaron. NASA

Con la antena, “descubrieron que en el espacio -en todo nuestro alrededor- había una señal radial débil pero fácilmente detectable que no provenía de nada en la Tierra ni en el Sistema Solar, ni siquiera de nuestra galaxia“, cuenta Tanvir, retomando la historia.

Esa señal adicional venía de todas las direcciones del espacio.

Un ruido francamente molesto

Lo que Penzias y Wilson estaban haciendo era medir la temperatura del espacio (las ondas son energía). Y no esperaban encontrar mucho.

Pero las cosas no salieron como estaba planeado… en todas partes se topaban con ese mismo “calor de fondo“, como explicó el mismo Penzias en una entrevista con la BBC a finales de los 70.

“Nos sorprendió, o más bien -al principio- nos irritó que en lugar de obtener un bonito e impecable 0 que esperábamos de la Vía Láctea, obtuvimos un resultado que era 100 veces más de lo anticipado: una temperatura de casi cuatro grados”, dijo Penzias.

“Y esos cuatro grados eran el resultado, después de que todas las contribuciones del suelo, la atmósfera y la antena habían sido sustraídas”, subrayó.

Aladas y sospechosas

Lo que Penzias y Wilson querían lograr era transmitir una señal por un parlante y que el sonido fuera limpio. Pero todo el tiempo, en el fondo, había un ruido como el que hacen los radios o la televisión cuando están mal sintonizados.

En busca de la razón, consideraron varias posibilidades, incluyendo unas algo insólitas, como resaltó Penzias.

“Lo más sospechoso eran unas palomas que visitaban el cuello de la antena. Nos tocaba limpiar sus ‘rastros'”, contó.

“Eran un par de palomas que no tenían una relación familiar muy buena: durante el tiempo que estuvieron con nosotros, la hembra puso un huevo y ni siquiera se molestaron en hacer un nido”.

Eventualmente, “las capturamos y las mandamos a un lugar distante“.

Pero regresaron y “contar lo que hicimos con las palomas probablemente no sería políticamente correcto”.

Lo que queda tras la explosión

A pesar de la eliminación de las palomas y su guano, el sonido molesto continuaba. Pero aún no lo habían relacionado con el Big Bang… ¡a quién se le ocurriría!

Big Bang

Volviendo al Big Bang, una pregunta que llevaría a la respuesta: ¿qué pasó justo después de la explosión? Getty Images

“Estaban realmente desconcertados y, por casualidad, un amigo les comentó que había unos grupo de físicos teóricos cerca que estaban tratando de descifrar qué había pasado justo después del Big Bang”, cuenta Bridle.

“Resulta que teoréticamente se esperaría que hubiera mucha luz dejada por la bola de fuego del Big Bang, y esa luz todavía estaría presente en la actualidad“.

“Así que llamaron a los físicos y se dieron cuenta de que lo que habían encontrado era exactamente el tipo de señal que emitiría esa bola de fuego”.

Habían encontrado la base de la cosmología moderna.

¿Pura suerte?

Una búsqueda para mejorar las comunicaciones de radio, unos ruidos en el espacio y unos teóricos a la mano… todo se conjugó en un glorioso accidente que nos dio la evidencia que necesitamos para la más grande de todas las teorías: el Big Bang.

En una rama de la ciencia que fue fundada gracias a un accidente afortunado, Penzias y Wilson se llevaron el premio mayor de la lotería científica.

Una vez que el guano de paloma fue descartado, su molesto “ruido” resultó ser el descubrimiento accidental del siglo, la evidencia del origen del Universo.

Pero aunque el descubrimiento de la CMB fue un accidente, ¿realmente se puede decir que fue pura suerte?

Fueron afortunados al detectar el ruido y tuvieron la suerte de que la teoría para explicarlo estaba literalmente en el vecindario, pero también es cierto que Penzias y Wilson eran científicos muy cuidadosos que no pasaron por alto una observación, por molesta que fuera.

Penzias y Wilson fueron galardonados en 1978 con el premio Nobel de Física.

En un mundo en el que el tiempo de acceso a telescopios es reglamentado y pruebas de hipótesis son impulsadas por la financiación, la radioastronomía moderna ha aprendido de los accidentes de su pasado.

“Ahora cuando se hace un nuevo telescopio nos aseguramos de que se puedan hacer nuevos tipos de observaciones para que no nos limitemos a tratar de resolver incógnitas conocidas”, señala Sarah Britle.

La puerta siempre debe estar abierta a un poco de suerte o alguna casualidad cósmica y a las incógnitas desconocidas.


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