¿Por qué el cosmos es como es?

Jorge Alcalde

Hay un mundo en el que los astrofísicos buenos viven en preciosas casas unifamiliares de alto standing, su prestigio es celebrado por la comunidad y reciben en el jardín a los medios de comunicación como si fueran celebridades. Ese mundo no está en Disneylandia, sino en la Universidad de Stanford, Palo Alto, California; uno de los centros de investigación más prominentes del planeta. Allí, el pasado lunes, Andrei Linde, uno de los padres teóricos de la teoría de la inflación del cosmos, se dejó grabar mientras recibía la vista del profesor de física Chao Lin-Kuo, que iba a anunciarle una gran noticia.

Es enternecedor y envidiable observar el asomo de desmayo de Linde al escuchar la buena nueva y el sagaz abrazo de su esposa sabedora de que estaban pasando a la historia.

Lo que Lin-Kuo había ido a decir al matrimonio es algo así como que el telescopio BICEP-2 instalado en el Polo Sur había encontrado una aguja en un pajar: en concreto una señal de polarización de un valor 0,2 r en la radiación de fondo de microondas del universo. Evidentemente, Linde y su mujer entendían a la perfección de qué les estaban hablando, a juzgar por el pedazo de botella de champán que inmediatamente sacaron para celebrarlo. El resto de los mortales necesitamos algunas horas de estudio para comprender que aquella era la noticia más importante del mundo de la ciencia en décadas. Porque esa señal era algo que los científicos llevaban buscando desde principio de este siglo, la prueba definitiva de que Andrei Linde y su socio Alan Guth estaban en lo cierto en los años ochenta del siglo pasado cuando imaginaron que algo raro le había pasado al universo cuando sólo tenía unos segundos de vida.

Sabemos que el cosmos nació como consecuencia de un evento al que llamamos Big Bang hace unos 13.800 millones de años. La teoría del Big Bang ha sido ampliamente confirmada por detecciones de telescopio y es hoy comúnmente aceptada. Pero presenta varios problemas teóricos sin resolver. Uno de ellos tiene que ver con la increíble homogeneidad de la materia que lo compone. ¿Cómo es posible que regiones del universo que están separadas por miles de millones de años luz de distancia, que pertenecen a los extremos más opuestos del espacio conocido y que, por lo tanto, no han tenido contacto entre sí, se parezcan como dos gotas de agua?

En el interior de una lata de cerveza, las burbujas de gas chocan una con otras y en su trasiego se transmiten propiedades físicas, intercambian energía, temperaturas, presiones. El resultado es que, al abrir la lata, la espuma está compuesta de miles de burbujas que parecen hermanas gemelas. Ya se sabe, "dos que duermen en el mismo colchón se vuelven de la misma condición". La materia del cosmos parece haber dormido en el mismo colchón porque en regiones de los extremos más lejanos encontramos condiciones muy similares. Pero, en teoría, desde el nacimiento del universo, esas regiones no han tenido tiempo para separarse tanto. No es entendible que hubieran "dormido" juntas en algún momento del pasado. ¿Qué ocurrió?

Linde y Guth imaginaron una explicación. En los primeros instantes de vida del espacio y el tiempo toda la materia convivía en un lugar más pequeño que un protón y repentinamente se infló: en un abrir y cerrar de ojos, pasó de tener el tamaño de un protón a parecer más bien una naranja. Todo ello ocurrió en las primeras milmillonésimas de segundo de su existencia. La teoría inflacionaria explicaba bastante bien por qué el universo tiene el aspecto que tiene. Pero no dejaba de ser una teoría, nunca nadie había podido demostrarla. La única vía de comprobación era detectar alguna huella de ese momento de expansión repentina.

El evento de la inflación debió producir unas vibraciones en el espacio-tiempo que se conocen como ondas gravitacionales. Son arrugas generadas por los acontecimientos más violentos del cosmos. Esas ondas distorsionan la luz que nos llega del Big Bang (crean un patrón de polarización muy concreto en la llamada radiación de fondo de microondas, el eco del estallido inicial). Durante años se ha tratado de detectarlas. Uno de los telescopios utilizados para hacerlo está situado en la base Admundsen Scott de la Antártida, donde las condiciones atmosféricas son idóneas para la observación astronómica. Tras años de paciente observación, algunas de esas ondas han sido cazadas. La energía liberada por ellas es tal que sólo ha podido ser producida en un evento como la inflación repentina del cosmos. No existen objetos conocidos capaces de generar estas perturbaciones ahora detectadas.

Eso es lo que el joven profesor de física quería comunicar al veterano Linde. "Las hemos cazado, y son increíblemente grandes. Usted tenía razón, el universo se infló de manera extraordinaria cuando solo tenía una millonésima de segundo de vida". Ahora entendemos un poco mejor por qué el cosmos es como es, porque en él hay algo en lugar de nada. O, al menos, lo sabremos si se confirman las observaciones de BICEP-2. Porque ahora, media comunidad científica internacional estará escrutando los datos en busca de algún error. No es fácil pasar a la historia de la ciencia.

A continuación