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Mañana, ¿la primera foto de un agujero negro?

Mañana miércoles llegará por fin una de las noticias más esperadas en el mundo de la ciencia en los últimos años. Y no es una frase hecha: a un servidor le toca cada mes de enero escribir una previsión para algún medio sobre lo que nos deparará la investigación científica en el año que empieza, y desde 2017 ha figurado en esos pronósticos una noticia que finalmente se nos escapó durante los dos años pasados, y que por fin verá la luz mañana: la primera foto de un agujero negro.

Los agujeros negros, esos objetos de densidad tan inmensa que se tragan cuanto cae bajo su influjo gravitatorio, son uno de los fenómenos cósmicos más populares, a pesar de que hasta ahora jamás han sido vistos directamente; en realidad, nadie sabe con certeza qué aspecto tendrían si pudiéramos contemplarlos desde una distancia segura.

Simulación de un agujero negro creada por Jean-Pierre Luminet en 1979.

Simulación de un agujero negro creada por Jean-Pierre Luminet en 1979.

Las razones por las que nadie ha podido contemplar hasta ahora un agujero negro son de lo más trivial: están muy lejos y son, ejem, negros. Respecto a lo primero, el más cercano que se conoce es Sagitario A*, el agujero negro supermasivo que ocupa el centro de la galaxia, a unos 26.000 años luz de la Tierra. Pese a su masa equivalente a cuatro millones de soles, desde nuestra segura lejanía solo ocupa en el cielo el espacio de un punto diminuto.

En cuanto a lo segundo, vemos los objetos gracias a la luz que reflejan, pero los agujeros negros se la tragan. Sin embargo y aunque no podamos observarlos directamente porque no ofrecen ninguna imagen, sí es posible vislumbrar sus efectos. Por ejemplo, su enorme masa actúa como lente gravitatoria; es decir, deforma la luz de los objetos que se encuentran detrás desde nuestro punto de vista. Así, si pudiéramos acercarnos lo suficiente como para entrar en su órbita, contemplaríamos algo parecido a esta simulación construida en 2016 por el astrofísico francés Alain Riazuelo (y que, por cierto, recuerda a un salvapantallas de las antiguas versiones de Windows):

Pero esta fantasmagórica deformación de los objetos alrededor de una nada en movimiento no es lo único que puede observarse de un agujero negro. Su enorme masa convierte a estos objetos en sumideros cósmicos; y tal como el agua gira en espiral alrededor de un drenaje, un agujero negro puede formar a su alrededor un disco de acreción, compuesto por gases y polvo girando a velocidades cercanas a la de la luz. El calentamiento debido a la fricción de los materiales genera un plasma luminoso, que justo en la frontera del horizonte de sucesos –la distancia del agujero negro a la cual la radiación y la materia ya no pueden escapar– dibuja un anillo de luz donde los fotones describen círculos antes de ser tragados por el sumidero.

Durante décadas, los astrofísicos han formulado predicciones sobre el aspecto de esta “sombra”, donde la luz del horizonte de sucesos desaparece. La relatividad general de Einstein predice una forma circular, mientras que otras hipótesis han propuesto que podría tener una imagen más achatada.

En 1979, el matemático francés Jean-Pierre Luminet utilizó por primera vez un modelo computacional para simular el aspecto de un agujero negro con disco de acreción (el modelo de Riazuelo simula un agujero negro desnudo). Con los medios rudimentarios de la época, tuvo que dibujar a mano uno a uno todos los puntos que la computadora le iba indicando. Lo hizo sobre papel fotográfico de negativo, para que al positivarlo después se vieran como brillantes los puntos que él había dibujado, correspondientes a la luminosidad del disco de acreción. El resultado fue la imagen mostrada más arriba.

La imagen de Luminet muestra el disco de acreción visto desde una ligera altura con respecto a su plano. Para comprender lo que estamos viendo debemos entender que las extrañas propiedades del agujero negro nos ofrecen una imagen diferente a la real; el disco es simplemente un disco luminoso, tal cual. Pero mientras que en una imagen de Saturno los anillos desaparecen detrás del planeta, esto no ocurre en el agujero negro: debido a que actúa como lente gravitatoria, la deformación de la luz hace que veamos la parte posterior del disco por encima, como si se desbordara sobre él.

Por otra parte, el efecto Doppler –el mismo que hace cambiar la sirena de una ambulancia cuando pasa junto a nosotros– hace que se vea más luminosa la parte del disco que se acerca hacia nosotros, y más oscura la que se aleja; por eso lo vemos más brillante a un lado y más apagado al otro. Por último, hay que tener en cuenta que la imagen de Luminet muestra el espectro electromagnético completo, y no solo lo que observaríamos como luz visible.

Décadas más tarde, el físico Kip Thorne se basó en esta imagen de Luminet para crear su propia simulación, que sirvió como base para crear el agujero negro de la película de Christopher Nolan Interstellar. Sin embargo, los responsables de la producción optaron por una versión simplificada y estéticamente más llamativa, con una simetría que desprecia el efecto Doppler (la imagen estaría tomada desde el plano del disco de acreción):

Agujero negro retratado en la película 'Interstellar'. Imagen de Paramount Pictures.

Agujero negro retratado en la película ‘Interstellar’. Imagen de Paramount Pictures.

Como respuesta a esta licencia artística de la película, Thorne y sus colaboradores publicaron una versión más realista:

Simulación de un agujero negro creada por Kip Thorne y sus colaboradores. Imagen de James et al / Classical and Quantum Gravity.

Simulación de un agujero negro creada por Kip Thorne y sus colaboradores. Imagen de James et al / Classical and Quantum Gravity.

En 2007, tres radiotelescopios se unieron para resolver la estructura de Sagitario A*. Con el paso de los años, otros observatorios radioastronómicos se han sumado, creándose una red global llamada Event Horizon Telescope (EHT) cuyo objetivo es convertir la Tierra en un enorme ojo, un telescopio virtual global con la suficiente capacidad de resolución como para poder captar una imagen de Sagitario A*.

El trabajo ha sido titánico; el volumen de datos era tal que no podían transmitirse por internet, sino que debían transportarse en discos físicos por avión hasta las sedes centrales del proyecto en Bonn (Alemania) y el Instituto Tecnológico de Massachusetts.

Pero por fin y después de años de espera, mañana es el día: a las 3 de la tarde en horario peninsular español (13:00 en tiempo universal coordinado), los científicos del EHT darán a conocer los resultados del proyecto mediante siete ruedas de prensa simultáneas en distintos lugares del mundo, una de ellas en castellano desde Santiago de Chile. Si todo ha salido como se espera, será un hito en la historia de la ciencia. Y aquí se lo contaré.

Esto es, según la ciencia, lo que pudo pasarle al avión de ‘Manifest’

Imagino que incluso quienes no somos adictos a las series hemos echado de menos aquella virtud que tenía Perdidos de sorprendernos en cada nuevo episodio, dejarnos hambrientos con cada cliffhanger y mantenernos ocupados rascándonos la cabeza con la incógnita de si debajo de todas aquellas capas de misterio encontraríamos una historia de ciencia ficción o una mera fantasía sobrenatural (en las que, por definición, anything goes).

Por supuesto, todo duró hasta que J. J. Abrams y Damon Lindelof decidieron que su final no debía coincidir con ninguno de los propuestos por los fanes, y solo les quedó la opción de aquello. Pero a pesar del monumental descalabro final, desde entonces hemos tratado de encontrar los mismos ingredientes en otras imitaciones, sin éxito.

Por desgracia, tampoco parece que vayamos a encontrarlos en Manifest, la nueva serie estrenada esta semana, ya que quienes la han visto entera nos aconsejan que no nos hagamos ilusiones. La serie viene lastrada por un bajón de audiencia en EEUU tras los primeros episodios, y por el momento hemos podido comprobar la flojedad de los personajes y de sus soportes físicos reales, insoportablemente inferiores a Jack/Matthew Fox, Kate/Evangeline Lilly, Sayid/Naveen Andrews, Sawyer/Josh Lee Holloway, Locke/Terry O’Quinn, Hurley/Jorge García…

Pero a quienes nos fijamos en la ciencia incluso dentro de la ducha nos divierte buscar lo científico que subyace a las historias de ficción. Y lo cierto es que la ciencia tiene una explicación a lo que le sucedió al vuelo 828 de Montego Air con el que arranca el episodio piloto de Manifest.

Para quienes no lo hayan visto, resumo que los protagonistas de la serie suben a un avión que parte de Jamaica con destino a Nueva York. Durante la travesía, experimentan unas violentas turbulencias no anticipadas por las lecturas de los instrumentos, y en especial un extraño fenómeno de luces y estrépito durante unos segundos. Después, el vuelo prosigue sin más incidencias… hasta que, a su llegada a Nueva York, los ocupantes del avión descubren que durante su viaje de unas pocas horas han transcurrido más de cinco años para el resto del mundo.

Un fofograma de la serie 'Manifest'. Imagen de Compari Entertainment / Jeff Rake Productions / Universal Television / Warner Bros. Television.

Un fofograma de la serie ‘Manifest’. Imagen de Compari Entertainment / Jeff Rake Productions / Universal Television / Warner Bros. Television.

Naturalmente, no tengo la menor idea de cuál será el desarrollo posterior de la serie ni la explicación imaginada por los guionistas. Pero por pura curiosidad, la ciencia tiene un argumento para explicar teóricamente (repito, teóricamente) la asombrosa anomalía que sirve de premisa para la serie: se conoce como dilatación del tiempo y es una consecuencia de la teoría de la relatividad especial de Einstein.

A finales del siglo XIX, Albert Michelson y Edward Morley demostraron que la luz se movía a la misma velocidad en todas direcciones, Hendrik Lorentz propuso que los objetos se contraían en la dirección de su movimiento, y Hermann Minkovski describió un espacio-tiempo de cuatro dimensiones (tres en el espacio y una temporal) aplicando las ecuaciones del electromagnetismo concebidas por James Clerk Maxwell.

Todas estas ideas confluyeron en la cabeza de Albert Einstein: el espacio y el tiempo estaban ligados a través de una constante universal, la velocidad de la luz, lo que implicaba que no eran absolutos, sino que podían deformarse dependiendo del sistema desde el cual se observaran; si se tiraba de esta manta espacio-temporal desde una esquina de la cama, los efectos se notarían en la esquina contraria para que las ecuaciones de Maxwell continuaran cumpliéndose. Estas deformaciones en el espacio y el tiempo podían predecirse por un factor matemático que Lorentz había introducido en su hipótesis de la contracción, y que se llamó transformación de Lorentz.

Pero el hecho de que la velocidad de la luz en el vacío, c, fuera una constante universal, de valor igual a casi 300.000 km/s (hoy su valor estándar es de 299.792,458 km/s), resultaba en unas consecuencias bastante exóticas. Imaginemos que una nave vuela por el espacio a una velocidad constante cercana a la de la luz, y que el piloto decide encender los faros delanteros. ¿Qué ocurre con la luz de los faros?

Dado que la luz no puede viajar más rápido que la luz, un observador sentado en un asteroide inmóvil que viera pasar la nave debería observar que el chorro luminoso apenas logra salir de los faros. Y sin embargo, el piloto vería algo muy diferente: puesto que su sistema de referencia es tan válido como el del habitante del asteroide (un curioso ejemplo que expliqué aquí es el de la mosca que vuela dentro del coche), él debería contemplar el chorro de luz de los faros proyectándose hacia delante exactamente del mismo modo que si su nave estuviera parada en el suelo.

Antes incluso de que Einstein formulara su relatividad especial, este y otros experimentos mentales llevaron a los científicos a proponer que el tiempo (y el espacio, ya que ambos están ligados en esa manta del cosmos) se comporta de forma distinta según la velocidad relativa entre un observador y otro: el piloto vería que en su nave todo transcurre de forma normal; enciende los faros, y alumbran. En cambio, el habitante del asteroide vería que esto ocurre muy despacio: se encienden los faros y la luz va avanzando poco a poco, poco a poco, mientras observa cómo el piloto parece moverse a cámara lenta.

Esto se llama dilatación del tiempo, y tomó cuerpo y coherencia gracias a la relatividad de Einstein: cuando una nave se mueve a velocidades relativísticas, próximas a la de la luz, las agujas de su reloj corren más despacio que las de otro situado en tierra; todo se ralentiza. A la vuelta de su viaje, el piloto de la nave comprobará que, durante su vuelo de unas horas, en la Tierra han transcurrido días, meses o años. Así, la dilatación del tiempo permite viajar al futuro (no al pasado).

Este recurso se ha explotado a menudo en la ficción. Uno de los ejemplos más conocidos es la primera versión de El planeta de los simios, la de 1968 con Charlton Heston (el libro original era algo diferente). Quizá no sea el mejor ejemplo, ya que en la película parecían ser los habitáculos de la nave los que protegían a los tripulantes del paso del tiempo, algo que no tiene el menor sentido; pero durante la misión espacial de Heston/Taylor y sus compañeros, en la Tierra habían transcurrido miles de años. Aquí he contado también un bonito ejemplo musical, ’39, un tema de Queen compuesto –cómo no– por el astrofísico y guitarrista Brian May.

En resumen, la dilatación del tiempo según la relatividad de Einstein podría explicar teóricamente el viaje temporal de los protagonistas de Manifest. Pero para no dejar la explicación a medias, hagamos algunos números. La dilatación del tiempo se calcula aplicando un factor de transformación llamado factor de Lorentz, o γ (la letra griega gamma minúscula):

t’ = γ . t

En la fórmula, t’ es el tiempo transcurrido en tierra, t es el tiempo transcurrido en el avión y γ es el factor de Lorentz, que se expresa así:

γ = 1 / √ (1 − v²/c²),

donde c es la velocidad de la luz y v es la velocidad (constante) del avión. Es decir, que nos queda así:

t’ = t / √ (1 − v²/c²)

A partir de aquí podemos calcular a qué velocidad tendría que volar el avión para que los pasajeros del vuelo 828 de Montego Air descubrieran que, a la llegada de su viaje de Jamaica a Nueva York, ya no estuvieran en abril de 2013, sino en noviembre de 2018.

A las velocidades normales a las que estamos acostumbrados, la dilatación del tiempo casi no se nota. Como se ve en este gráfico, es solo a partir de aproximadamente la tercera parte de la velocidad de la luz (unos 100.000 km/s, o 360.000.000 km/h) cuando el efecto en el reloj comienza a hacerse ostensible (el eje vertical representa la relación entre el tiempo en tierra y el tiempo en el avión, mientras que el eje horizontal muestra la velocidad del avión en fracciones de la velocidad de la luz).

Gráfico de la dilatación del tiempo en función de la velocidad. Imagen de Zayani / Wikipedia.

Gráfico de la dilatación del tiempo en función de la velocidad. Imagen de Zayani / Wikipedia.

Así pues, y dado que la mayor parte del vuelo transcurre normalmente –a velocidades no relativísticas–, el tiempo t del avión en el que ocurre la magia es cuando tiene lugar el fenómeno extraño de las turbulencias y las luces; se supone que es en ese momento cuando el avión se catapulta a velocidad relativística. No recuerdo exactamente de cuánto tiempo se trataba, pero supongamos que son unos 10 segundos (el resultado no variará demasiado). Mientras, el tiempo t’ en tierra es de unos 5 años y 7 meses, o unos 173.664.000 segundos. Así es como nos queda la ecuación de la dilatación del tiempo, con el valor estándar de la velocidad de la luz:

173.664.000 = 10 / √ (1 − v²/299.792,458²)

De aquí podemos despejar la incógnita, v, para averiguar así la velocidad del avión. Y el resultado es que durante esos 10 segundos de turbulencias el avión volaba a 299.792,4579999995 km/s, o 1.079.252.848,799998 km/h. O sea, a más de mil setenta y nueve millones de kilómetros por hora.

Si lo expresamos como fracción de la velocidad de la luz, v/c, es un 0,9999999999999983 de la velocidad de la luz, o un 99,99999999999983% de la velocidad de la luz.

Claro que, como ya he dicho, todo esto es teórico. En primer lugar, durante esos 10 segundos el avión habría recorrido, despreciando otros efectos, 2.997.924,579999995 de kilómetros, es decir, casi tres millones de kilómetros, o algo menos de ocho veces la distancia de la Tierra a la Luna. Claro que por la contracción del espacio de Lorentz, los pasajeros habrían visto la Luna mucho más cerca de lo normal; y por el mismo efecto, quien estuviera mirando hacia el cielo en ese momento habría observado cómo la longitud del avión se acortaba.

Pero además habría otros efectos colaterales, también consecuencia de la relatividad: los pasajeros apenas habrían notado nada raro (si es que sus cuerpos hubieran podido soportar una aceleración instantánea hasta casi la velocidad de la luz), pero para un observador externo la masa del avión y de sus ocupantes se habría multiplicado enormemente (la masa también se ve afectada por la transformación de Lorentz), lo cual haría más difícil que el aparato se mantuviera en vuelo.

Además, dado que masa y energía son proporcionales por la ecuación de la relatividad einsteniana E = mc², siendo E la energía, m la masa y c la velocidad de la luz, esto implica que también se habría disparado la cantidad de energía necesaria para hacer volar el avión; no le habría bastado con el combustible de sus depósitos. Lo cual nos lleva a la conclusión de que algo o alguien debería ser el responsable de esta jugarreta a los pasajeros del vuelo 828. ¿Alienígenas? ¿Un experimento a manos de una civilización avanzada que ha roto el espacio-tiempo de los pasajeros, y de ahí las voces, las premoniciones…?

Ah, no, espera. Olvidaba que se trata de imitar a Abrams y Lindelof. Y ellos ya optaron por el espiritismo…

¿Cómo puede una mosca volar dentro de un coche o de un avión en movimiento?

Hace unos días, durante un viaje en coche, una mosca decidió unirse a nuestro periplo en un área de servicio de la provincia de Ciudad Real, para acabar viaje con nosotros en Málaga. Si un insecto supiera geografía y pudiera extrañarse, se habría extrañado de que una mosca manchega hubiera acabado, sin saber cómo ni por qué, en la costa andaluza. Pero hete aquí que, cuando el bicho revoloteaba ante mis narices mientras yo trataba de ignorarlo conduciendo a 120 kilómetros por hora, me acordé de Galileo.

¿Quién no se ha preguntado alguna vez cómo puede una mosca volar tranquilamente dentro de un coche o de un avión, cuando estos a su vez se están moviendo a toda velocidad? Podríamos pensar que la mosca debería quedar estampada contra la luna trasera del coche a poco que intentara emprender el vuelo. Y sin embargo, sabemos que no es así: la mosca vuela tan tranquilamente y sin aparente esfuerzo como lo haría sobre un filete en perfecto reposo sobre la encimera de la cocina.

Lo cual es sorprendente, teniendo en cuenta que una mosca volando pasillo adelante dentro de un avión está sumando sus 7 km/h a los 900 km/h del aparato, alcanzando una velocidad récord de 907 km/h para un observador en tierra, y sin despeinarse, si una mosca pudiera ser despeinada. Pero ¿cómo sabe el movimiento de la mosca que debe descontar el movimiento del avión?

Mosca doméstica. Imagen de Alexey Goral / Wikipedia.

Mosca doméstica. Imagen de Alexey Goral / Wikipedia.

Aquí es donde entra Galileo, quien ya se hizo esta pregunta hace casi 400 años, y logró responderla. En 1632 publicó Diálogos sobre los dos máximos sistemas del mundo, donde escribía:

Enciérrate con algún amigo en la bodega bajo la cubierta de algún barco grande, y lleva contigo algunas moscas, mariposas y otros pequeños animales voladores. Lleva un gran cuenco de agua con algún pez dentro; cuelga una botella que se vacíe gota a gota en una vasija ancha bajo ella. Mientras el barco está parado, observa cuidadosamente cómo los pequeños animales vuelan a la misma velocidad hacia todos los lados de la bodega. Los peces nadan indiferentemente en todas direcciones; las gotas caen en la vasija; y cuando lanzas algo a tu amigo, no necesitas hacerlo con más fuerza en una dirección que en otra, a iguales distancias; saltando con los pies juntos, recorres la misma distancia en todas direcciones. Una vez que hayas observado todo esto cuidadosamente (aunque sin duda cuando el barco está detenido todo debe ocurrir de esta manera), haz que el barco se mueva a la velocidad que quieras, mientras el movimiento sea uniforme y no fluctúe. No verás el más minimo cambio en todos los efectos antedichos, ni podrás saber por ninguno de ellos si el barco se mueve o está parado.

A continuación vuelve otra vez a describir los saltos, el vuelo de las moscas, el pez y demás, para añadir:

La causa de todas estas correspondencias de los efectos es el hecho de que el movimiento del barco es común a todas las cosas contenidas en él, y también al aire.

De este modo, Galileo estaba introduciendo algo que hoy nos resulta muy familiar: la inercia. Dos mil años antes de Galileo, Aristóteles se rascaba la cabeza pensando cómo era posible que una flecha o una lanza continuaran su camino en el aire sin una fuerza aparente que siguiera empujándolas. El rascado de cabeza prosiguió durante dos milenios hasta que Galileo fue el primero en explorar y explicar con acierto el efecto de la inercia; aún sin emplear esta palabra, pero definiendo un principio fundamental de la física básica: que las leyes del movimiento son las mismas en cualquier sistema de referencia inercial, y que por tanto no existe ningún sistema privilegiado sobre otro. Medio siglo más tarde, la relatividad galileana se transformaría en las leyes del movimiento de Newton, y otros dos siglos después, serviría como base para la relatividad especial de Einstein.

En resumen, gracias a Galileo sabemos que la mosca posada cuando el coche comienza a moverse experimenta la misma inercia que nosotros en nuestros asientos. Una vez que el coche ya avanza a toda velocidad, la mosca absorbe la inercia del coche y del aire que lleva dentro en su propio movimiento, por lo que puede volar libremente a su manera normal dentro del vehículo, por grande que sea su velocidad. Incluso si la mosca está volando en el momento en que el coche comienza a acelerar, apenas notará un pequeño desplazamiento hacia la parte trasera que podrá compensar rápidamente; el aire dentro del coche se comprime ligeramente hacia atrás cuando empieza a moverse, pero rápidamente adquiere también la inercia del movimiento de todo el sistema.

En realidad, y si lo pensamos bien, nada de esto debería resultarnos sorprendente si tenemos en cuenta que la velocidad de la mosca, del coche e incluso del avión son, en el fondo, ridículas. Cuando Galileo expuso su argumento, lo hizo con un propósito más trascendente que explicar el vuelo de una mosca en la bodega de un barco: aportaba pruebas a favor del sistema heliocéntrico de Copérnico y en contra del sistema geocéntrico de Ptolomeo. Cuando Copérnico propuso que la Tierra y el resto de los planetas giraban en torno al sol, muchos vinieron a decir: tonterías; si la Tierra se moviera, tendríamos que estar continuamente agarrándonos a algo para no resultar arrastrados. Está claro que nosotros estamos en reposo, y que es el resto del universo el que se mueve.

Galileo explicando sus teorías astronómicas en la Universidad de Padua, por Félix Parra. Imagen de Wikipedia.

Galileo explicando sus teorías astronómicas en la Universidad de Padua, por Félix Parra. Imagen de Wikipedia.

Pero con su magnífico argumento del barco, Galileo demostraba que el reposo en el interior de la bodega, o para el caso, en la superficie de la Tierra, es solo una ilusión; y que es perfectamente posible que todo se esté moviendo a gran velocidad sin que nos demos cuenta, siempre que en este movimiento uniforme participe todo lo que existe a nuestro alrededor, un sistema del que somos parte.

Y vaya si nos movemos a gran velocidad: solo con la rotación de la Tierra, cualquier punto en el Ecuador se está moviendo en todo momento a unos 1.600 km/h, una velocidad que disminuye al aumentar la latitud hasta los polos, donde es cero. Y por cierto, este es el motivo de que los cohetes se lancen preferentemente desde lugares lo más cercanos al Ecuador que sea posible: al despegar desde puntos con mayor velocidad de rotación, las naves ya llevan un impulso extra que las ayuda a alcanzar la velocidad de escape de la atmósfera terrestre.

Pero la de rotación es también una velocidad insignificante si la comparamos con la de traslación de la Tierra alrededor del Sol: unos 108.000 km/h. Y esta a su vez es una minucia en comparación con la velocidad del Sistema Solar alrededor del centro de la galaxia: 792.000 km/h. Y esto sin contar el movimiento de la galaxia respecto a otras, la expansión del universo… En resumen, el reposo simplemente no existe. Porque para empezar, habría que definir: ¿reposo respecto a qué?

El argumento de Galileo era tan sólido que la Inquisición, a la que lógicamente no le placía en absoluto quitar a la Tierra del centro del universo, no pudo oponer otra respuesta más inteligente que… condenar a Galileo a reclusión domiciliaria de por vida. Esto acabó con el hombre; pero por supuesto, no con la verdad de su ciencia.

Sin la inercia, probablemente nuestra vida sería mucho más complicada. Aunque pensándolo bien, quizá tendría sus ventajas: podríamos desplazarnos de un lugar a otro del planeta simplemente dando saltitos y dejando que la Tierra corriera bajo nuestros pies. Viajaríamos gratis. Como la mosca.

¿Existen los “pilares de la creación” en la nebulosa del Águila?

Lo que ven en esta foto podría no existir:

Los pilares de la creación, imagen tomada por el telescopio espacial Hubble en 2014. Imagen de NASA, ESA y Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

Los pilares de la creación, imagen tomada por el telescopio espacial Hubble en 2014. Imagen de NASA, ESA y Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

Pero no, no se trata de una manipulación digital como la falsa imagen de las puertas del Cielo que les traje aquí ayer.

En este caso se trata de una fotografía real llamada “los pilares de la creación”, una de las más famosas tomadas por el telescopio espacial Hubble. Se obtuvo en 1995 y muestra las nubes de polvo y gas en la nebulosa del Águila, a 7.000 años luz de nosotros, talladas por la luz de las nuevas estrellas hasta formar esos rascacielos cósmicos de 4 años luz. En realidad la que pueden ver arriba es una nueva versión, obtenida por el Hubble en 2014 en homenaje a la imagen original, esta que sigue, y que acompaño con un panorama más amplio de la nebulosa mostrando la ubicación de esta estructura.

Los pilares de la creación, imagen tomada por el telescopio espacial Hubble en 1995. Imagen de NASA, Jeff Hester y Paul Scowen (Arizona State University).

Los pilares de la creación, imagen tomada por el telescopio espacial Hubble en 1995. Imagen de NASA, Jeff Hester y Paul Scowen (Arizona State University).

Imagen del telescopio espacial Spitzer de la nebulosa del Águila, con la ubicación y el detalle de los "pilares de la creación". Imagen de NASA/JPL-Caltech/N. Flagey/MIPSGAL Science Team.

Imagen del telescopio espacial Spitzer de la nebulosa del Águila, con la ubicación y el detalle de los “pilares de la creación”. Imagen de NASA/JPL-Caltech/N. Flagey/MIPSGAL Science Team.

Pero lo que ven en estas fotos podría no existir porque quizá fue destruido hace unos 6.000 años. Lo que están viendo es el pasado, una estructura cósmica tal como era hace 7.000 años, el tiempo que ha tardado en llegarnos la luz de la nebulosa a través del universo. En 2007 un equipo de científicos dirigido por el francés Nicolas Flagey analizó las imágenes del Águila tomadas por el telescopio espacial Spitzer, capaz de ver la luz infrarroja que entonces era invisible para el Hubble. Flagey y sus colaboradores observaron lo que parecía una inmensa burbuja de gas y polvo calientes causada por la explosión de una supernova, acercándose a toda velocidad hacia los pilares. Esta burbuja es la masa roja que se observa en la imagen anterior de infrarrojos.

Dado que aquella región es una de las incubadoras de estrellas más activas y mejor estudiadas, los astrónomos consideran que varias de las estrellas masivas formadas cumplen las condiciones para estallar como supernovas, por lo que una hecatombe estelar allí es casi un desastre anunciado.

Según calculaban los investigadores en su estudio, publicado en 2009, las imágenes del Spitzer sugerían que, en aquella foto fija del Águila, a la onda expansiva de la supernova le faltaban unos 1.000 años para arrasar los pilares, por lo que la humanidad tendría que esperar unos 1.000 años para ver cómo aquellas torres quedaban deshilachadas como quien sopla un pompón de diente de león. Pero dado que nuestro retraso en recibir noticias de la nebulosa del Águila es de 7.000 años, esto implicaría que los pilares habrían dejado de existir cuando los humanos aún íbamos por el Neolítico.

Flagey calculaba que la explosión de la supernova se produjo hace entre 8.000 y 9.000 años, lo que significa que el fogonazo de este cataclismo debería haber llegado a la Tierra hace 1.000 o 2.000 años. El astrofísico, por entonces estudiante de doctorado, dijo que había identificado algunos posibles eventos candidatos en las crónicas históricas de la antigua China.

Claro que he comenzado diciendo que los pilares podrían no existir, y no que no existen. Porque no todos los expertos están de acuerdo con Flagey. En el momento de la publicación de su estudio ya hubo alguna opinión que cuestionaba la interpretación de la supernova, alegando que lo observado en las imágenes de infrarrojos podría deberse al calentamiento de la nube por estrellas masivas de la propia estructura, y no a un fenómeno que debería producir una huella de radiación mucho mayor.

Hace unos meses, el astrofísico y divulgador Ethan Siegel publicaba en su blog Starts With a Bang un artículo en el que rebatía la hipótesis de Flagey. Siegel ha analizado las nuevas imágenes tomadas por el Hubble en 2014, las ha comparado con las de 1995 y ha añadido las tomas en infrarrojo aportadas por una nueva cámara de este telescopio, concluyendo que no hay rastro de supernova y que la dinámica de las estructuras de la región se debe exclusivamente a las estrellas presentes.

Así, Siegel considera refutada la teoría de la destrucción de los pilares, que seguirán existiendo durante eras cósmicas hasta que el material de incubación de las estrellas acabe evaporado por la luz de las que ya se han formado. Pero en otro estudio publicado en 2011, Flagey admitía que la hipótesis de la supernova era algo especulativa.

Lo cual simplemente debería advertirnos contra los titulares periodísticos del estilo “los pilares de la creación ya no existen”, tanto como contra los del estilo “los pilares de la creación continúan existiendo”. El periodismo clásico odia los titulares interrogativos tanto como los condicionales. Pero la ciencia siempre está en construcción, y a veces todo lo que tiene son preguntas y condicionales. ¿Existen los pilares de la creación? Podría ser. Y podría ser que no.

Stephen Hawking no molaba nada (y ese es el problema)

La semana que termina nos ha dejado la muerte de Stephen Hawking, el científico más popular de las últimas generaciones. Los medios de todo el mundo han cubierto la noticia con amplios despliegues y con múltiples enfoques, desde lo puramente científico hasta la música que le gustaba o el maltrato que sufrió por parte de su segunda esposa. Yo mismo aporté mi granito con un pequeño obituario, pero quiero dejar un segundo granito aquí para intentar que un aspecto fundamental no se pase por alto en el que será sin duda el hito científico más negro de este 2018.

Stephen Hawking en la Universidad de Cambridge. Imagen de Lwp Kommunikáció / Flickr / CC.

Stephen Hawking en la Universidad de Cambridge. Imagen de Lwp Kommunikáció / Flickr / CC.

Tal vez Hawking no era después de todo tan popular como algunos pensábamos, como han revelado también varios medios al dejar en evidencia la confusión de muchos usuarios de Google sobre quién era el personaje fallecido. Pero sin duda podría decirse, como también han hecho constar muchas de las piezas publicadas sobre él, que era un icono de la cultura. Pero no de la Cultura, sino de la “cultura pop“, han precisado muchos medios.

Pero ¿qué es la cultura pop? Voy a la Wikipedia, y me dice que “la cultura popular [pop] se contempla a veces como trivial y embrutecida para encontrar una aceptación consensuada mayoritaria”. A continuación, añade que las principales categorías de la cultura pop son el entretenimiento, los deportes, las noticias, la política, la moda, la tecnología y la jerga.

No, la ciencia no aparece. Pero si resulta que en realidad la ciencia sí es Cultura, ¿por qué se habla de Hawking como cultura pop? ¿Porque salió en Los Simpson? ¿Porque era famoso? No parece que cuadre mucho con alguien que no solo ha sido uno de los científicos más importantes del siglo XX, sino también uno de los principales intelectuales de nuestro tiempo, en el verdadero sentido de la palabra “intelectual”.

Cuando en 1919 las fotografías de un eclipse solar confirmaron una de las predicciones de la relatividad general de Einstein (la curvatura de la luz de las estrellas por la masa del Sol), varios periódicos publicaron la noticia advirtiendo a sus lectores de que no trataran de entender la teoría del físico, ya que según él mismo había asegurado, no más de 12 personas en todo el mundo podrían entenderla. Al parecer, cuando le preguntaron a Einstein por esto se lo tomó como una broma, pero al comprobar que la historia de las 12 personas realmente se había divulgado en la prensa, aclaró que él jamás había dicho tal cosa.

No sería justo negar que la relación del público con la ciencia ha cambiado mucho desde los tiempos de Einstein, pero parece que un siglo después aún no se ha derribado la barrera. A pesar de que uno de los mayores empeños del propio Hawking durante toda su vida fue dar a entender que él era una persona normal y que la ciencia era una cosa normal, se le ha admirado mucho, pero de lejos. Imposible entenderle, inútil molestarse, no lo intenten; mejor dediquen el tiempo libre a hacer deporte.

En lugar de tratar de comprender la ciencia de Hawking, fíjense en su espíritu de superación, haber hecho todo aquello, fuera lo que fuese aquello, a pesar de su enfermedad… Ya se lo ha dejado claro en Twitter una famosa actriz: ahora es libre de sus limitaciones físicas. (¿Morir te libera de algo, aparte de la vida?)

En el fondo, probablemente Stephen Hawking no habría sido tan pop-ular si no hubiera sido diferente, batallando contra la muerte y postrado en una silla durante la mayor parte de su existencia. Esa serie, The Big Bang Theory, ya deja claro que para ser un científico hay que ser distinto; hay que ser un friqui.

Llega un momento en la vida de todo niño en que debe elegir: o ser un científico, o ser normal. Claro que es más fácil ser normal, porque un colegio puede no tener microscopios, pero que nunca falten los balones. ¿Hay algún niño que quiera ser como Stephen Hawking? No era guapo, ni futbolista, ni cantaba bien. No molaba. Muy admirado, eso sí, como icono de la cultura pop. Pero un icono no es un modelo; la gente quiere ser como los modelos, mientras que los iconos se guardan en una vitrina. Y se les limpia el polvo de vez en cuando.

Lo que me gustaría dejar como último tributo a Stephen Hawking lo cuenta mucho mejor Tuomas Holopainen, compositor y líder de Nightwish, en este tema dedicado a otro monstruo del pensamiento, Carl Sagan:

Make me wonder
Make me understand
Spark the light of doubt and a newborn mind
Bring the vast unthinkable down to Earth

Pasen y vean una alucinante reacción en cadena que descubre el orden del caos

Imagino que habrán visto infinidad de vídeos de efecto dominó, esos en los que la caída de una primera ficha pone en marcha una reacción en cadena que tumba otros miles de piezas formando figuras, hinchando globos y disparando pirotecnia. Supongo que continuarán celebrándose aquellos concursos en los que un japonés muy concentrado acababa dando saltos de alegría cuando su montaje funcionaba a la perfección hasta la traca final, pero ya no aparecen en los telediarios con tanta asiduidad como antes. Será que lo hemos visto tantas veces que ya no nos sorprende.

Pero este vídeo que les traigo hoy les va a sorprender. Del creador de esta loca genialidad solo sé lo que figura en su canal de YouTube, que se hace llamar Kaplamino y que le llevó tres meses de trabajo y más de 500 rondas de ensayo y error llegar a crear esta maravilla de la ingeniería física de mesa, que convierte un aparente caos de objetos sobre un plano inclinado en una increíble coreografía ajustada al milímetro y sincronizada a la centésima de segundo.

Imagen de Kaplamino / YouTube.

Imagen de Kaplamino / YouTube.

Los montajes de efecto dominó juegan con el concepto físico clásico de la cantidad de movimiento, una magnitud que es constante en un sistema cerrado ideal, y que un objeto puede transferir a otro dentro de ese sistema. Cuando el taco de billar golpea una bola, le transfiere su cantidad de movimiento, que a su vez la bola golpeada puede transmitir a otras al hacer carambolas. Un ejemplo de escritorio muy kitsch y nerdie es el péndulo de Newton, ese conjunto de bolitas suspendidas donde el movimiento de la primera se transmite a la última pasando por las intermedias, pero sin que estas se muevan. No lo inventó Newton, sino el francés Edme Mariotte, aunque el inglés lo mencionó en sus Principia.

Esta transferencia de la cantidad de movimiento es la que funciona cuando las fichas de dominó se empujan unas a otras o se emplean para mover bolitas u otros mecanismos. Otra manera de expresarlo es mediante la energía, que tienen los cuerpos en movimiento (cinética) o en altura (potencial), y que se va transmitiendo de unos elementos a otros, ya que (también idealmente) la energía total del sistema no varía.

Los sistemas de efecto dominó tienen que jugar con estas magnitudes para conseguir que la cantidad de movimiento y la energía no se disipen, sino que vayan transmitiéndose en cadena de unos elementos a otros. Las fichas no se mueven a lo largo del circuito, sino que es la energía la que se mueve. Los montajes que además utilizan otros tipos de objetos, como pelotas o varillas, suelen utilizar la tercera dimensión para añadir algo de energía potencial al sistema; es decir, aprovechan los desniveles para que algo al caer mueva otra cosa.

Lo que tiene de especial el montaje de Kaplamino es que la canica azul encargada de iniciar la reacción es la que va moviéndose a lo largo de todo el circuito, como en un pinball; no se limita a ceder su energía y pararse para que otros objetos tomen el relevo, sino que va recuperando energía para continuar moviéndose hasta el final. Y todo ello sobre un plano, en solo dos dimensiones. La mesa está inclinada para aprovechar algo de energía potencial en la caída de la canica, y el resto es cosa de imanes y palancas, que van devolviéndole a la canica altura y velocidad para conseguir que nunca deje de moverse. Otra genialidad del autor es aprovechar los dobles recorridos de algunos elementos para conseguir efectos diferentes en cada uno de ellos.

Es cierto, esto no sirve absolutamente para nada. ¿Y por qué debería servir? Aprovechando que se celebra ahora en Madrid la feria ARCO, ¿podríamos decir que este es el arte de la física?

Las ondas gravitacionales, un nuevo color en la paleta de los astrónomos

Las ondas gravitacionales se han convertido en el Titanic de la ciencia. No por el naufragio, sino por la película: en 1997 era casi inútil que ninguna otra producción aspirara a llevarse un premio de cualquier categoría en la que tuviera que competir contra la cinta de James Cameron. Como conté ayer, los descubridores (o más bien confirmadores) de las ondas gravitacionales se han llevado este mes el Nobel y el Princesa de Asturias, pero anteriormente ya habían caído en sus redes otros premios de primera fila como el Kavli de Astrofísica y el Breakthrough Prize, ambos económicamente muy jugosos.

Pero el Princesa, entregado este viernes a tres máximos responsables del hallazgo y simbólicamente a más de mil investigadores de la colaboración LIGO, ha caído por suerte en la misma semana en que la detección de las ondas gravitacionales ha comenzado a hacer realidad la promesa de convertirse en un nuevo color de la paleta astronómica.

El pasado lunes se anunciaba la quinta detección de este tipo de arrugas en la alfombra del espacio-tiempo que sostiene el universo, pero con una novedad que comienza a explicar por qué este método de observación abre una nueva era para la astronomía.

Mientras que los cuatro eventos anteriores se produjeron por la fusión de pares de agujeros negros, en este último caso, ocurrido el pasado 17 de agosto, ha sido la colisión de dos estrellas de neutrones, que se cuentan entre los objetos más densos del cosmos. Las estrellas de neutrones se forman cuando una estrella supermasiva explota en una supernova y sufre un colapso gravitatorio que comprime el material estelar hasta reducir su tamaño a unos pocos kilómetros, a pesar de que su masa excede en varias veces la del Sol.

Ilustración de la colisión entre dos estrellas de neutrones. Imagen de NSF/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet.

Ilustración de la colisión entre dos estrellas de neutrones. Imagen de NSF/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet.

El resultado es un objeto extremadamente denso, una especie de pelota de núcleos atómicos comprimidos con electrones fluyendo entre los huecos. Suele decirse que, si pudiéramos acercarnos a una estrella de neutrones y recoger una cucharadita de su superficie (por supuesto, algo imposible en la práctica), esa cantidad de material pesaría mil millones de toneladas.

Durante años los científicos han teorizado que la fusión de dos estrellas de neutrones es uno de los procesos responsables de los llamados Brotes de Rayos Gamma (BRG), lo cual equivale a decir que son las explosiones más potentes del universo. Un BRG puede liberar en unos segundos más energía que nuestro Sol a lo largo de toda su existencia. Son fenómenos raros, y por suerte se han detectado en otras galaxias, a miles de millones de años luz de nosotros. Pero en realidad, el hecho de que no nos haya caído ninguno en las cercanías no es casualidad, sino causalidad: muchos científicos piensan que si hubiera ocurrido, sencillamente no estaríamos aquí.

Imagen de la galaxia NGC 4993 tomada desde el observatorio de La Silla, en Chile. Imagen de ESO/S. Smartt & T.-W. Chen.

Imagen de la galaxia NGC 4993 tomada desde el observatorio de La Silla, en Chile. Imagen de ESO/S. Smartt & T.-W. Chen.

Pues bien, lo que tiene de única la nueva onda gravitacional detectada no es solo el fenómeno que la ha originado, sino que además también ha podido recogerse el BRG producido por la fusión de las dos estrellas, así como el rastro de luz de todo ello, lo que ha sido descrito por los astrofísicos como el principio de la era de la astronomía multimensajero.

Imaginemos una tormenta de las normales en la Tierra. Cuando cae un rayo, lo detectamos de dos maneras distintas, por la luz (el relámpago) y el sonido (el trueno). Los astrofísicos hacen algo parecido con los fenómenos astronómicos, registrándolos a través de sus diferentes emisiones.

Ahora la detección de ondas gravitacionales se ha unido a ese repertorio de ojos y oídos del que disponen los científicos. La colisión de las dos estrellas de neutrones en la galaxia NGC 4993, a 130 millones de años luz, fue registrada por los tres detectores de ondas gravitacionales (dos de LIGO y el de Virgo), por los telescopios espaciales de rayos gamma Fermi e INTEGRAL, y por una multitud de telescopios terrestres en la banda óptica, en la de rayos X y en la de ondas de radio. Todo esto convierte la GW170817 (GW de Gravitational Wave) en el primer fenómeno astronómico observado de tantas maneras distintas.

Los puntos marcan todos los observatorios en la Tierra y en el espacio que registraron la fusión entre dos estrellas de neutrones. Imagen de Abbott et al. 2017.

Los puntos marcan todos los observatorios en la Tierra y en el espacio que registraron la fusión entre dos estrellas de neutrones. Imagen de Abbott et al. 2017.

Pero si les parece que la colisión de dos estrellas a más de 1.200 trillones de kilómetros es algo muy ajeno a ustedes, sepan que tal vez lleven el producto de un fenómeno como este en el dedo, alrededor del cuello o en los lóbulos de las orejas: los astrofísicos pensaban que explosiones tan energéticas como esta son la fragua donde se crean los elementos más pesados del universo, por ejemplo el oro, la plata, el platino o el uranio. En el GW170817, la lectura de las emisiones permitió confirmar que la colisión de las dos estrellas creó una masa de oro similar a la de la Tierra. Una buena pepita; eso sí, habría que juntarla átomo a átomo.

El Princesa de Asturias de ciencia acierta este año, pero tiene una deuda pendiente

Ayer las gaitas sonaron en Oviedo un año más para acoger la entrega anual de los premios Princesa de Asturias. Los que hemos crecido con media pata en el Principado envidiamos profundamente a los galardonados, no por el premio, sino porque a diferencia de nosotros anoche cenaron allí, y a gastos pagados. Pero en fin; en el culín de sidra meramente simbólico que le toca beberse a este blog figuran tres nombres propios y un inmenso colectivo de cerebros: los físicos Rainer Weiss, Kip Thorne y Barry Barish, junto con los más de mil integrantes de la Colaboración Científica LIGO, han recibido el premio de Investigación Científica y Técnica 2017.

El físico Rainer Weiss recibe el premio Princesa de Asturias 2017 de Investigación Científica y Técnica de manos del rey Felipe. Imagen de EFE/Chema Moya.

El físico Rainer Weiss recibe el premio Princesa de Asturias 2017 de Investigación Científica y Técnica de manos del rey Felipe. Imagen de EFE/Chema Moya.

Cada año se establece una comparación interesante entre los Nobel y nuestra propia versión, que obviamente no alcanza la misma repercusión internacional que los premios suecos, al menos en ciencia. El paralelismo es relativo, porque los Nobel distinguen tres categorías científicas, mientras que en los nuestros todo entra en un mismo saco.

A pesar de esto, los Princesa de Asturias no tienen una capacidad más limitada para premiar a los científicos, sino todo lo contrario: hay muchas disciplinas científicas que no tienen cabida en los Nobel, mientras que la categoría más amplia de los Princesa permite incluir a los paleoantropólogos, biólogos evolutivos, matemáticos, ingenieros de computación, ecólogos, científicos planetarios o climatólogos, por citar solo algunos ejemplos.

En este blog ya respondí a la clásica pregunta de por qué no hay un Nobel de matemáticas, pero aclarando que la respuesta más bien explica por qué estos premios solo contemplan un espectro muy estrecho de ciencias, dejando fuera a todas las demás. Algunas de las que he mencionado aún no existían en tiempos de Alfred Nobel, pero sí otras. Y la verdadera pregunta debería ser por qué no hay Nobel de invención o tecnología, el campo al que el inventor de la dinamita dedicó toda su vida.

Pero salvando las diferencias entre ambos premios, es interesante comparar dónde ponen el foco cada año dos jurados formados por un puñado de reconocidas personalidades de la ciencia y adláteres. Y dado que los Princesa se anuncian en junio y los Nobel en septiembre, los premios españoles sirven como antesala, recurriendo al tópico y sin que suponga ningún demérito abrir el camino hacia la máxima distinción científica del único planeta habitado conocido (por nosotros, claro).

Lo cierto es que este año los jurados lo tenían fácil. Tanto el Princesa como el Nobel de Física han reconocido lo que muchos han llamado el hallazgo del siglo, la confirmación de las ondas gravitacionales que Einstein predijo hace cien años y que se anunció por primera vez en febrero de 2016.

A diferencia de los Nobel, los Princesa no limitan la concesión a un máximo de tres nombres. El jurado de los premios españoles escogió a los mismos tres responsables de la detección de ondas gravitacionales que aún viven (uno de ellos murió este mismo año) y que este mes han sido agraciados también con el Nobel: el impulsor de todo ello, Rainer Weiss; el teórico, Kip Thorne; y el que lo hizo realidad, Barry Barish.

Pero además, el Princesa ha incluido también de forma más simbólica a todo el equipo que participa en el experimento LIGO, la máquina que permitió llevar a cabo el hallazgo. Como ya conté aquí, más de mil investigadores firmaron el estudio que describió la primera detección de ondas gravitacionales.

Como en el caso de los Nobel, se echa de menos un reconocimiento para los responsables y los integrantes del experimento Virgo, el homólogo europeo del estadounidense LIGO. Virgo no es una sucursal, sino que ambos comenzaron su andadura de forma independiente, para luego entablar una colaboración que ya estaba consolidada antes de que LIGO consiguiera cazar por primera vez las arrugas espaciotemporales. Aquella primera detección no cayó en las redes de Virgo, pero no por ello su contribución a este titánico esfuerzo colectivo e internacional debería quedar sin premio.

En resumen, aunque en este caso los Princesa han acertado al marcar la senda que luego han seguido los Nobel, y además reparten la distinción de una manera más ajustada al formato cooperativo de la investigación científica actual, siempre se olvida a alguien.

En el caso de los Princesa, sin duda el error más imperdonable en la historia de estos galardones se cometió en 2015, cuando se premió a las investigadoras Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna por el desarrollo de la herramienta de edición genómica CRISPR, dejando fuera al descubridor del sistema; que para más escarnio es español, el alicantino Francis Mojica. Una deuda aún pendiente, y una mancha que debe borrarse cuanto antes: ¿hará falta que Mojica reciba el Nobel para que el jurado del Princesa deje de mirar para otro lado?

Los Nobel, uno fresco, otro rancio, y siempre dejan a alguien fuera

Como cada año por estas fechas, no puede faltar en este blog un comentario sobre lo que nos ha traído la edición de turno de los premios Nobel. Y aunque cumplo con esta autoimpuesta obligación, debo confesarles que lo hago con la boca un poco pastosa. No por desmerecer a los ganadores, siempre científicos de altísimos logros, sino por otros motivos que año tras año suelo traer aquí y que conciernen a los propios premios.

Imagen de Wikipedia.

Imagen de Wikipedia.

En primer lugar, están los merecimientos no premiados de los que siempre se quedan por debajo de la línea de corte. Ya lo he dicho aquí, y no descubro nada nuevo: ya no hay Ramones y Cajales encerrados a solas en su laboratorio. Vivimos en la época de la ciencia colaborativa y a veces incluso multitudinaria, donde algunos estudios vienen firmados por miles de autores. No exagero: hace un par de años, un estudio de estimación de la masa del bosón de Higgs batió todos los récords conocidos al venir firmado por una lista de 5.154 autores. Nueve páginas de estudio, 24 páginas de nombres.

En el caso que nos ocupa, el Nobel de Física 2017 anunciado esta semana ha premiado la detección de ondas gravitacionales, un hito histórico que se anunció y publicó por primera vez en febrero de 2016, que confirmó la predicción planteada por Einstein hace un siglo y que según los físicos abre una nueva era de la astronomía, ya que enciende una nueva luz, que en este caso no es luz, para observar el universo.

Pero aunque sin duda el hallazgo merece los máximos honores que puedan concederse en el mundo de la ciencia, el problema es que los Nobel fueron instituidos por un tipo que murió hace 121 años, cuando la ciencia era cosa de matrimonios Curies investigando en un cobertizo. Y las normas de los Nobel dicen que como máximo se puede premiar a tres científicos para cada categoría.

Los agraciados en este caso han sido Rainer Weiss, Barry Barish y Kip Thorne, los tres estadounidenses, el primero nacido en Alemania. Weiss se queda con la mitad del premio, mientras que Barish y Thorne se reparten el otro 50%.

No cabe duda de que los tres lo merecen. Weiss fue quien inventó el detector que ha servido para pescar por primera vez las arrugas en el tejido del espacio-tiempo, producidas por un evento cataclísmico como la fusión de dos agujeros negros. Thorne ha sido la cabeza más visible en el desarrollo de la teoría de las ondas gravitacionales, además de ser un divulgador mediático y popular: creó el modelo de agujero negro que aparecía en la película Interstellar. Por su parte, Barish ha sido el principal artífice de LIGO, el detector que primero observó las ondas gravitacionales y que se construyó según el modelo de Weiss apoyado en la teoría de Thorne.

Pero más de mil científicos firmaron el estudio que describió la primicia de las ondas gravitacionales. Sus diversos grados de contribución no quedan reflejados en la lista de autores, ya que en casos así no se sigue la convención clásica de situar al principal autor directo del trabajo en primer lugar y al investigador senior en el último; aquí la lista es alfabética, sin un responsable identificado. El primero de la lista era un tal Abbott, cuyo único mérito para que aquel estudio histórico ahora se cite como “Abbott et al.” fue su ventaja alfabética. De hecho, había tres Abbotts en la lista de autores.

¿Se hace justicia premiando solo a tres? Tengo para mí que los físicos especializados en la materia, sobre todo quienes hayan participado de forma más directa o indirecta en este campo de estudio, tal vez tengan la sensación de que queda alguna cuenta no saldada.

Como mínimo, habrá quienes achaquen al jurado que haya olvidado la importantísima contribución de Virgo, el socio europeo del experimento LIGO. Ambos nacieron de forma independiente en los años 80, LIGO en EEUU y Virgo en Italia como producto de una iniciativa italo-francesa. Con el paso de los años, LIGO y Virgo comenzaron a trabajar en una colaboración que estaba ya muy bien trabada antes de que el detector estadounidense lograra la primera detección de las ondas gravitacionales. La cuarta detección de ondas de este tipo, anunciada hace solo unos días, se ha producido en paralelo en LIGO y en Virgo. ¿Es justo dejar a los artífices del proyecto europeo sin el reconocimiento del Nobel?

Por supuesto, son las normas de los premios. Pero miren esto: el testamento de Nobel no mencionaba en absoluto a tres premiados por cada categoría, sino que se refería simplemente a “la persona que…”. Por lo tanto, si se trata de ceñirse estrictamente a la última voluntad del fundador de los premios, estos no deberían repartirse.

Pero la limitada representatividad de la lista de premiados no es el único defecto de los Nobel. Otro que también he comentado aquí en años anteriores es la tendencia a premiar trabajos tan antiguos que ni sus autores ya se lo esperaban, si es que siguen vivos. Y en esto tampoco se respetan las instrucciones de Alfred Nobel, ya que él especificó que los premios deberían concederse a quien “durante el año precedente haya conferido el mayor beneficio a la humanidad”.

Si al menos este año en Física se ha premiado ciencia fresca y puntera, no ocurre lo mismo con la categoría de Fisiología o Medicina. Los tres galardonados, Jeffrey Hall, Michael Rosbash y Michael Young, todos estadounidenses, lograron sus avances fundamentales sobre los mecanismos moleculares del reloj biológico (los ritmos circadianos) allá por los años 80.

De hecho, hay un dato muy ilustrativo. A diferencia del caso de las ondas gravitacionales, en el campo de los ritmos circadianos sí hay dos nombres que muy claramente deberían encabezar una lista de candidatos a recibir los honores: Seymour Benzer y su estudiante Ron Konopka, los genetistas estadounidenses que primero descubrieron las mutaciones en los genes circadianos con las cuales pudo escribirse la ciencia moderna de la cronobiología. Pero Benzer falleció en 2007, y Konopka en 2015. Y no hay Nobel póstumo. El premio en este caso se ha concedido a una segunda generación de investigadores porque se ha concedido tan a destiempo que los de la primera murieron sin el debido reconocimiento.

En este caso, los Nobel pecan una vez más de conservadurismo, de no apostar por avances más recientes cuyo impacto está hoy de plena actualidad en las páginas de las revistas científicas. Por ejemplo, CRISPR, el sistema de corrección de genes que abre la medicina del futuro y en el que nuestro país tiene un firme candidato al premio, el alicantino Francisco Martínez Mojica. Pero dado que este avance también puede optar al Nobel de Química, que se anuncia hoy miércoles dentro de un rato, de momento sigamos conteniendo la respiración.

Así es como se ve un eclipse solar… desde la Luna

Adivina adivinanza: ¿cómo se ve un eclipse solar desde la Luna?

Dicen algunos que el eclipse solar del pasado 21 de agosto fue el más observado de la historia. Es difícil probar esta afirmación, pero es de suponer que nunca tantos ojos se habrán vuelto hacia el cielo como cuando un eclipse haya favorecido especialmente a alguna de las regiones más densamente pobladas del planeta, como por ejemplo el subcontinente indio.

Pero algo sí es probable, y es que este último haya sido el más observado científicamente, al haber agraciado con su espectáculo de totalidad a la primera potencia científica del mundo. Desde varios meses antes, todo organismo científico de EEUU con competencias en la materia nos estuvo asaeteando a las partes implicadas con andanadas de correos electrónicos informándonos de toda clase de actividades, reuniones, experimentos, viajes, distribuciones masivas de gafas y otros eventos, hasta un extremo ya ligeramente machacón; sobre todo para quienes no teníamos ninguna posibilidad de desplazarnos hasta allí.

Por mi parte, tuve la fortuna desde el punto de vista personal, pero el infortunio desde el profesional, de hallarme aquella tarde bajo un hosco muletón de nubes que arropaba por completo el cielo escocés, así que no pude presenciar ni ese diminuto mordisco al disco que podía observarse desde allí.

Pero a lo que íbamos. Si conocen el mecanismo básico de un eclipse de sol y han pensado un poco, imaginarán que el juego del escondite solar tiene un aspecto muy diferente desde la Luna. Dado que es ella la que nos oculta la luz, lo que cae sobre la Tierra es su sombra. Por tanto, desde nuestro satélite podríamos apreciar la sombra circular de la Luna moviéndose por la superficie terrestre.

Pero mejor que explicarlo es verlo: así es como lo fotografió la sonda de la NASA Lunar Reconaissance Orbiter (LRO). Este vídeo de la imagen tomada por la LRO varía la exposición de la foto para que pueda apreciarse con más facilidad la sombra de la Luna sobre el territorio continental de EEUU. En ese momento, la sombra lunar se movía sobre la Tierra a una velocidad de 670 metros por segundo, unos 2.400 km/h.

Imagen del eclipse solar del 21 de agosto de 2017 visto desde la Luna por la sonda LRO. Imagen de NASA/GSFC/Arizona State University.

Imagen del eclipse solar del 21 de agosto de 2017 visto desde la Luna por la sonda LRO. Imagen de NASA/GSFC/Arizona State University.

Si lo piensan, este efecto es exactamente el mismo que observamos desde la Tierra durante un eclipse lunar: en este caso es la sombra de nuestro planeta la que cae sobre la Luna. Pero dada la enorme diferencia de tamaño entre nuestro mundo y su satélite, toda la faz de la Luna queda bajo la sombra terrestre; allí el eclipse solar es total desde cualquier lugar en la cara visible.

De hecho, dado que el tamaño aparente de la Tierra desde la Luna es mucho mayor que el del Sol, sería de esperar que el disco solar desapareciera sin dejar rastro bajo la esfera terrestre. Sin embargo, no es así. Curiosamente, el pequeño Sol va ocultándose detrás de la gran Tierra hasta que parece que va a esfumarse por completo, pero entonces se produce una especie de milagro natural: de pronto, la Tierra queda rodeada por un fino anillo rojizo, como muestra esta imagen creada por la NASA (la animación completa está disponible aquí).

Simulación de un eclipse lunar visto desde la Luna. Imagen de NASA's Scientific Visualization Studio.

Simulación de un eclipse lunar visto desde la Luna. Imagen de NASA’s Scientific Visualization Studio.

El anillo rojo no es luz solar directa; es evidente que el disco solar no rebosa por detrás del terrestre. Es la atmósfera de la Tierra encendida por el Sol, y para comprender la razón del color rojizo no hay más que contemplar un amanecer o un atardecer, ya que de eso precisamente se trata: ese filo carmesí marca todos los lugares de nuestro planeta donde en ese momento el Sol está saliendo o poniéndose.

Y obviamente, ese tenue resplandor rojo está bañando la faz de la Luna en ese instante, motivo por el cual durante un eclipse lunar los terrícolas vemos nuestro satélite de ese color; es el brillo de nuestros miles de auroras y ocasos reflejado sobre la cara de la Luna.