Una colina de New Jersey se convirtió en 1964 en el escenario de un descubrimiento cosmológico monumental. Los jóvenes físicos Arno Penzias y Robert Wilson eran los encargados de una enorme antena de telecomunicaciones que la Bell Company colocó en ese emplazamiento para probar, con la NASA, las primeras transmisiones de costa a costa, vía satélite. Aquellas instalaciones funcionaban bien, pero a estos físicos les molestaba que siempre se colase un ruido de fondo, permanente, desde todas las direcciones a donde apuntasen la antena.
Ajustada y revisada una y otra vez por Penzias y Wilson, pensaron que seguramente aquel ruido provenía de la enorme cantidad de palomas que se posaban en la antena y dejaban ahí sus excrementos. Así que subieron, la limpiaron y colocaron unas trampas. Y pese a todo… el ruido seguía ahí. Preguntaron a unos colegas de Princetown que, rápidamente, se dieron cuenta de que en New Jersey acababan de descubrir por casualidad aquello que ellos mismos llevaban tiempo buscando: el eco del primer resplandor del Big Bang. Estaban ‘escuchando’ (en realidad, detectando microondas) el momento en que el universo empezó a tener luz. Y lo habían confundido con caca de paloma.
Arno Penzias nos ha dejado ahora, a los 90 años, tras haber olvidado casi por completo su descubrimiento, devorado por el alzhéimer. Compartió con Wilson la mitad del Premio Nobel de Física de 1978, la otra mitad fue concedida a Pyotr Kapitsa. Y todo, gracias a ese ruido molesto que confundió inicialmente con caca de paloma y que llamamos radiación de fondo de microondas.
En este capítulo de Tampoco es el fin del mundo charlamos con el físico y escritor José Edelstein, quien recuerda cómo Penzias y Wilson terminaron por llevarse ese medio Premio Nobel por su descubrimiento casual. Mientras, su colega de Princetown Robert Dicke, que sí que había empeñado sus esfuerzos en conseguir esa señal, se quedó sin nada. “Penzias y Wilson eran buenos científicos –recalca–, pero no a la altura de ese descubrimiento”.
¿Qué es la radiación de fondo de microondas que descubrieron Penzias y Wilson?
A veces se dice que la radiación de fondo de microondas es el eco del Big Bang. Y puede considerarse metafóricamente así, según explica Edelstein. Pero con dos salvedades. No hay sonido alguno en ese eco y el retardo sería de unos 400.000 años desde el comienzo de todo. Es decir, la radiación de fondo de microondas es la foto más antigua que tenemos del universo, pero hecha de luz no visible por el ojo humano.
Para ver el origen del universo usamos radiotelescopios que nos permiten ‘ver’ todo lo lejos posible. Como en el cielo, “todo es pasado porque la luz tarda en llegar”, si nos asomamos a los abismos del cosmos, estaremos escudriñando lo más, más antiguo que existió. Nos acercaremos al Big Bang. Alan Guth desarrolló en El universo inflacionario (Debate) una analogía sobre el alcance del descubrimiento de la radiación cósmica de fondo de microondas: mirar al fondo del universo es como subirse a la planta 100 del rascacielos Empire State. Las galaxias más lejanas que se podían detectar en los años sesenta estarían en la planta 60. Los cuásares, en la 20. Pero nadie había podido divisar el suelo de ese Nueva York metafórico.
Las señales detectadas por Penzias y Wilson fueron como observar el pavimento de Quinta Avenida a un centímetro de altura, en la entrada del lobby del Empire State. Solo que ellos no lo podían ver con los ojos, porque a esa distancia ya no había luz.
En realidad, son ondas de luz que “se han debilitado” tanto con el paso del tiempo, que se han estirado hasta formar microondas. Pero sí, hubo un día en que fueron luz, la luz que empezó a escapar de una sopa de partículas supercomprimida y supercaliente, cuando todo empezó a formarse. Y eso no ocurrió en el minuto uno del universo. Ocurrió unos 400.000 años después, que es lo que Penzias y Wilson capturaron con su radio. Y tú, si quieres, con la tuya, como contamos en este reportaje sobre el experimento EDGES:
Penzias y Wilson (y Dicke) dieron el espaldarazo definitivo a la teoría del Big Bang
Hasta que Penzias y Wilson publicaron sus observaciones, la teoría del Big Bang competía con la teoría del estado estacionario. La primera plantea que todo lo que conocemos –materia, espacio y tiempo– estuvo concentrado singularmente en un punto desmesuradamente caliente y denso, donde las leyes conocidas de la física no regían. En un momento dado, empezó a expandirse aceleradamente. Y a generarse más y más espacio, que distancia a las galaxias las unas de las otras por todos lados.
Pero en los años sesenta, esta teoría no era del todo aceptada, pues se venía de imaginar el universo como algo más estático y atemporal. El hallazgo casual de los doctores Penzias y Wilson vino a disipar el debate. Aunque la polémica no hacía sino comenzar. “En física teórica, digamos, hace falta creatividad, pero también hace falta un poco de suerte, tenacidad, muchas horas de estudio y paciencia“, dice Edelstein, recordando la figura de Penzias.
Aunque hay elementos que pueden hacer flaquear la teoría de Big Bang y hasta hay un debate científico sobre su robustez, a la vista de observaciones como las del telescopio James Webb, Edelstein lo ve así: “Cuando uno analiza el fondo cósmico de microondas, particularmente que yo creo que estamos ante la prueba más clara del Big Bang. Es una luz que, como bien decían Penzias y Wilson, viene de todas las direcciones”.
Después de Penzias y Wilson “hemos lanzado varios satélites que han estudiado más en detalle esa luz, somos capaces hoy de medir bastante bien los detalles; hay puntos un poquito más calientes, un poquito más fríos en el cielo”, dice el astrónomo. A pesar de las discrepancias entre la teoría y las mediciones, “la concordancia, en general, es espectacular. Por mucho menos que eso damos por probadas otras cosas en otros campos de la ciencia. La teoría del Big Bang creo que goza de muy buena salud, ahora, eso no quiere decir que no haya problemas abiertos”.
Puedes escuchar la entrevista completa con José Edelstein así como los entresijos de la historia del descubrimiento de la radiación de fondo de microondas en el capítulo 21 del pódcast Tampoco es el fin del mundo.
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