Para el profesor John Cromwell Mather (1946), premio Nobel de Física 2006 y actual cabeza del James Webb Space Telescope (JWST), el Modelo Cosmológico Estándar tiene tres grandes problemas que resolver para completarse.
El científico, que hoy trabaja como astrofísico principal en el Goddard Space Fligth Center (GSFC) de la NASA, aseguró a Ciencia del Sur que detrás de su Nobel hubo 1.500 personas involucradas, entre científicos, técnicos y administrativos. Para Mather, las ciencias humanas y sociales son muy importantes en los centros de investigación.
La entrevista con el profesor Mather, quien cedió una gran parte de su tiempo para conversar con Ciencia del Sur y los lectores latinoamericanos, fue realizada a través de internet. En esta primera parte de la nota hablamos sobre los problemas que tuvo que resolver con su equipo del Explorador del Fondo Cósmico (COBE, Cosmic Background Explorer) a partir de 1989, su visión de la ciencia y sobre las teorías más precisas sobre el Big Bang.
Mather nació en Roanoke, estado de Virginia (Estados Unidos) el 7 de agosto de 1946, el mismo año en que nacieron los actores Liza Minelli y Timothy Dalton, pero en lugar de convertirse en estrella como estos, él decidió estudiarlas. Se recibió con honores del Swarthmore College y realizó su doctorado en física en la Universidad de California, Berkeley.
En 2006, junto con George F. Smoot, recibió la más alta distinción para un científico, el premio Nobel de Física, por “el descubrimiento de la forma del cuerpo negro y la anisotropía de la radiación de fondo de microondas”.
Entre sus premios, destacan, además del Nobel, el Robinson Prize, la Medalla Franklin en física, el Peter and Patricia Gruber Foundation Prize in Cosmology, entre otros.
-Profesor, habías declarado en una entrevista a la NASA que hay mucho placer en la búsqueda actual del conocimiento. ¿Es la ciencia la mejor herramienta o método para saciar la curiosidad?
-La investigación científica va más allá de la curiosidad y llega a la búsqueda de resultados confiables, reproducibles y de una comprensión profunda. Pero hay mucho de la realidad, de gran importancia, que no puede ser reproducido o entendido, y la curiosidad sigue siendo una gran actitud que debemos tener. ¿Cómo te sentís cuando participas en un grupo? ¿Qué pensás ahora mismo? (Y un momento después será diferente.) ¿Me amás?, y ¿qué significa eso?
-Su trabajo ayudó enormemente a mejorar la cosmología moderna. ¿Tiene la cosmología más precisión y exactitud con su investigación?
-Sí, nuestro equipo de satélite de COBE midió el calor del Big Bang con extraordinaria precisión, e hizo el primer mapa de sus puntos calientes y fríos. Tras nuestro trabajo, miles de científicos han construido docenas de nuevos instrumentos y dos satélites para hacer mediciones mucho mejores de los puntos (spots).
Ahora tenemos capacidades tan extraordinarias que hemos desarrollado un modelo estándar de cosmología que se ajusta muy bien a los datos. Pero también exige la existencia de misteriosa materia oscura y energía oscura. Tuvimos buenas razones para sospechar de su existencia hace muchos años.
-Ha hecho muchas contribuciones a la ciencia, pero ¿cuál cree que es su mayor contribución al conocimiento?
-Ayudé a dirigir el equipo científico para el satélite COBE, y realizamos mediciones muy precisas y descubrí los puntos calientes y fríos (anisotropía) de la radiación de fondo. Mi mayor contribución individual fue el concepto para el Espectrofotómetro Absoluto del Infrarrojo Lejano (FIRAS), que comparó el espectro de la radiación cósmica de fondo con el de un cuerpo negro ideal.
-¿Quería probar la teoría del Big Bang cuando empezó a trabajar con COBE? ¿Cómo lograron la precisión?
-Personalmente, nunca dudé de la idea general de la teoría del Big Bang. Me habría sorprendido si hubiera sido falso. Pero nunca anticipé la importancia de las medidas anisotrópicas. Nuestro equipo midió los puntos por primera vez, y eso alentó un esfuerzo mundial para hacerlo aún mejor.
– ¿Qué problemas científicos resolvieron con el COBE?
-La mayoría de los problemas resueltos por el equipo de COBE eran sobre ingeniería. ¿Cómo construir instrumentos que sean capaces de medir señales mucho más débiles que las que se habían medido hasta el momento? ¿Cómo saber que las mediciones son correctas y no el resultado de alguna falla de los instrumentos, o de algunos objetos inesperados en el cielo? ¿Cómo hacer que los instrumentos funcionen correctamente a una temperatura de 1,5 grados sobre el cero absoluto? ¿Cómo puede sobrevivir el observatorio el lanzamiento sobre un cohete? Y en nuestro caso, ¿cómo se puede reconstruir el observatorio después de que el transbordador espacial Challenger haya explotado, para ser lanzado en un cohete Delta?
-¿Por qué es difícil encontrar una teoría cosmológica total y unificada?
– En realidad, hemos logrado hacer un Modelo Cosmológico Estándar que explica todo lo que podemos ver, desde los puntos calientes y fríos de la radiación cósmica de fondo de microondas, hasta la distribución de las galaxias y la historia de su formación después del Big Bang.
Pero quedan tres grandes problemas. Primero, ¿qué es la materia oscura? Nunca la hemos detectado en un laboratorio. No sabemos si está hecha de partículas o no, o si hay más de un tipo. Segundo, ¿qué es la energía oscura? Einstein dio la fórmula que se ajusta a las mediciones, pero su fórmula no nos dice nada acerca de cómo funciona.
-¿Cuál es el tercer problema?
– ¿Cómo era el Universo cuando era muy joven y qué lo hizo expandirse tan rápida y uniformemente? Tenemos una teoría popular llamada inflación, que se ajusta a las mediciones, pero eso no significa que sea verdadera o completa.
– Si ya sabemos lo que sucedió después del Big Bang, ¿está bien preguntarnos qué pasó antes? ¿Es una cuestión auténticamente cosmológica?
-Pienso en esto como imaginarse en reversa la película del Universo en expansión. Imagínense las galaxias volviendo a estar juntas, quedando tan comprimidas que los átomos se desgarran, lo mismo con los protones y neutrones que se dividen en quarks, etc. ¿Qué sucede cuando las temperaturas y densidades son extremas? Si seguimos yendo hacia atrás, las temperaturas y densidades se hacen cada vez más altas. Pero nunca se vuelven «infinitas» porque el infinito no es un número o un lugar, e «infinito» es un adjetivo: sin límite.
Así que nuestra imaginación no es suficiente para ir más allá de esto. Pero quizás podríamos encontrar algunas ecuaciones físicas que describirían cómo este estado extremo vino de algo más. Algunas personas proponen que el Universo ahora se está expandiendo después de colapsar y rebotar originalmente. Hasta ahora no tengo manera de probar esta idea y no puedo responder a tu pregunta.
-¿Qué lugar debería ocupar las ciencias humanas o sociales en la universidad o en los centros de investigación?
-Creo que las ciencias humanas y sociales son mucho más difíciles que las ciencias físicas, y también muy importantes. La complejidad biológica y social excede con mucho cualquier cosa que podamos estudiar en física.
-¿Cambó mucho su vida desde que te otorgaron el premio Nobel de Física en 2006? ¿Cuántas personas ayudaron con la investigación?
– No, mi vida cambió muy poco después del anuncio del premio. Nuestro equipo estaba muy orgulloso de que nuestro trabajo hubiera sido reconocido. Había por lo menos 1.500 personas en el equipo, incluyendo ingenieros, técnicos, científicos, informáticos, gerentes, secretarios, contadores, etc.
– ¿Afectó el premio en su trabajo científico para bien o para mal? Es decir, ¿publicó más artículos después del premio?
-No, ¡no más artículos que antes! Ya estaba trabajando en el Telescopio Espacial James Webb, y todavía no ha sido lanzado. El lanzamiento está previsto para octubre de 2018.
Próxima nota: El trabajo del Dr. Mather en la NASA y su proyecto del telescopio espacial más grande de la historia.
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Director ejecutivo de Ciencia del Sur. Estudió filosofía en la Universidad Nacional de Asunción (UNA) y pasó por el programa de Jóvenes Investigadores de la UNA. Tiene diplomados en filosofía medieval y en relaciones internacionales.
Condujo los programas de radio El Laboratorio, con temática científica (Ñandutí) y ÁgoraRadio, de filosofía (Ondas Ayvu).
Fue periodista, columnista y editor de Ciencia y Tecnología en el diario ABC Color y colaboró con publicaciones internacionales. Fue presidente de la Asociación Paraguaya Racionalista, secretario del Centro de Difusión e Investigación Astronómica y encargado de cultura científica de la Universidad Iberoamericana.
Periodista de Ciencia del Año por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (2017). Tiene cinco libros publicados.
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