«Los agujeros negros permiten entender la muerte de estrellas de gran masa, el centro galáctico y la evolución del universo»

El interés sobre los agujeros negros crece dentro y fuera de la ciencia. Y no es para menos, investigarlos ayudará a comprender mejor la muerte de las estrellas de gran masa, qué sucede en el centro de las galaxias y cómo se comportará el universo. Esto según el astrofísico Leandro Abaroa, que visitará Asunción y Alto Paraná para participar del II Festival Internacional de la Ciencia del Paraguay.

Experto en agujeros negros y con incursión en la filosofía científica, Abaroa es licenciado y máster en astronomía por la Universidad Nacional de la Plata (UNLP), donde actualmente realiza su doctorado. Es becario doctoral del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) e investigador del Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR). El IAR es una de las instituciones que avala el evento.

Es jefe de trabajos prácticos en la materia física moderna, en la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas de la UNLP. En esta entrevista con Ciencia del Sur, Abaroa habla de cómo está evolucionando hoy su línea de investigación y de qué manera se está desarrollando la astrofísica experimental y el abordaje multi mensajero en su ciencia.

Por ejemplo, hablamos de cómo se están empezando a replicar escenarios astrofísicos en el laboratorio con recreaciones a escala. Además de cómo impacta la inteligencia artificial en las ciencias astronómicas y un poco de filosofía científica.

Leandro será uno de los protagonistas del II Festival Internacional de la Ciencia del Paraguay «Descubrí y compartí el futuro», que se hará en Asunción, Ciudad del Este, Presidente Franco y Hernandarias del 27 de junio al 2 de julio. Participará también en la Star Party Hernandarias 2023, en la Playa Tacurú Pucu a orillas del río Paraná.

Para participar de los eventos donde estarán el profesor Abaroa y más de 20 investigadores, científicos y divulgadores deben registrarse en este formulario.

-¿Es importante celebrar a veces la ciencia con un festival?

Toda actividad orientada a la promoción de la ciencia es importante, incluso necesaria. Las personas que no son del ámbito científico suelen ver la ciencia como algo ajeno y muy alejado, y actividades como este festival -que involucran espacios de intercambio formal e informal- acercan la ciencia a las personas y ayudan a estimular la curiosidad y despertar vocaciones.

-¿Qué ideas tiene sobre Paraguay? ¿Ya estuvo alguna vez?

Nunca estuve en el Paraguay. Seguramente será una experiencia muy agradable conocer su realidad, intercambiar visiones acerca de nuestras sociedades, tan parecidas en muchos aspectos y disímiles en otros. Y por supuesto quiero conocer acerca de la actualidad científica y técnica del país.

-¿Qué expectativas tiene de este Festival?

La agenda es prometedora y ataca problemas relevantes y actuales, como el de la inteligencia artificial. Tiene además en su concepción algo muy importante que es la perspectiva inter y multidisciplinaria. Por otro lado, interactuar con personas de distintos ámbitos, edades y niveles de educación es siempre estimulante y pone a uno en perspectiva.

-¿Qué es lo más destacado que tenemos en los últimos años en astrofísica? Además de un algunos premios Nobel.

Los premios Nobel de física nos dan una idea general de los temas de actualidad y relevancia. En los últimos doce años, cuatro Nobel se otorgaron por descubrimientos en astronomía: en 2011 la demostración de la expansión acelerada del Universo mediante la observación de supernovas distantes; en 2017 por la detección de ondas gravitacionales; en 2019 por el descubrimiento de exoplanetas; y en 2020 por la primera imagen obtenida de un agujero negro. Todos estos son temas de vanguardia en astronomía.

En particular, la confirmación de la existencia de ondas gravitacionales a partir de su detección directa —con los observatorios LIGO y VIRGO en Estados Unidos y Europa— terminó por abrir toda una nueva rama de investigación.

-¿Cómo evoluciona y cómo lo hará más adelante esta ciencia?

La evolución de la investigación astronómica en la actualidad está íntimamente ligada a la evolución de la tecnología científica, que es la tecnología desarrollada a partir del conocimiento científico. Acá hay dos puntos importantes a tener en cuenta: el reciente desarrollo de la astrofísica experimental y el abordaje teórico-observacional que se conoce como multi mensajero.

En cuanto a lo experimental, se están empezando a replicar algunos escenarios astrofísicos en el laboratorio con recreaciones a escala. Por ejemplo, se reproduce una onda de choque con cierta velocidad que se propaga por un medio con una dada densidad, y luego los resultados se extrapolan a la escala astrofísica de interés, que por ejemplo puede ser una burbuja de remanente de supernova que se expande en el medio interestelar.

Esto abre toda una innovadora área en la astronomía, hasta ahora inexplorada salvo particularidades, que es la de la experimentación, y que nos permite manipular las condiciones físicas resolviendo problemas directos.

En cuanto al segundo punto, si queremos obtener información completa acerca de lo que sucede en el universo, necesitamos realizar un abordaje de la astronomía multi mensajera. En sus comienzos, en el siglo XVII, la astronomía observacional con instrumentos consistió solamente en el uso de telescopios ópticos, como el que utilizó Galileo para observar los satélites de Júpiter o las manchas solares.

Es decir, solo se observaba luz visible, que es la que percibimos los humanos. Por razones científico-tecnológicas, recién en el siglo XX comenzó a desarrollarse la observación en otras bandas del espectro electromagnético. Esto coincidió parcialmente con la presión tecnológica que impusieron las guerras mundiales y la carrera espacial en la Guerra Fría.

Con la puesta en órbita del primer satélite artificial a fines de los ‘50, el soviético Sputnik 1, se abrió camino posteriormente al desarrollo de observatorios espaciales en otras longitudes de onda distintas del visible (como por ejemplo los rayos X y rayos gamma, mucho más energéticos), y por supuesto al envío de sondas de exploración a distintos puntos del Sistema Solar.

Esto se suma al nacimiento de la radioastronomía con la instalación de los primeros radiotelescopios terrestres en los años ’30. Hoy contamos con decenas de instrumentos en la Tierra y en el espacio que nos permiten obtener información electromagnética completa.

Y si queremos entender bien las propiedades de un fenómeno astronómico, necesitamos tener en cuenta toda la información que proviene del mismo. Esto implica no solo estudiarlo en todas las longitudes de onda, sino también estudiar la emisión que no es de tipo electromagnética, si es que el objeto, sistema o región la produce.

Con emisión no electromagnética me refiero, por ejemplo, a las ondas gravitacionales, los rayos cósmicos y los neutrinos (partículas de muy alta energía). Y contamos con instrumentos ultra sofisticados que detectan este tipo de emisión. Por citar solo dos ejemplos, en Mendoza (Argentina) está instalado el observatorio de rayos cósmicos Pierre Auger, y en la Antártida enterrado en el hielo está situado el kilométrico observatorio de neutrinos IceCube.

Si una fuente en el universo produce emisión de diferentes cualidades, entonces el abordaje de la investigación debe ser multi mensajero para poder comprender esa fuente en profundidad.

Todo parece indicar que la investigación astrofísica actual está orientándose en este sentido, lo que implica una mayor colaboración entre astrónomos de distintas subdisciplinas.

-¿Se puede «Descubrir y compartir el futuro», como propone este evento internacional?

En los años ‘60, el escritor de ciencia ficción Arthur Clarke dio su visión de futuro; predijo, entre otras cosas, el poder de las telecomunicaciones y de internet en el nuevo siglo, y el avance de la exploración espacial. Y planteó, de manera muy elocuente, que la única forma realista de imaginar o describir el futuro lejano tiene que, necesariamente, aparentar absolutamente inverosímil.

Es decir, si pensamos cómo será el mundo en el próximo siglo y esa realidad no nos resulta inconcebible, entonces lo estamos pensando mal.

Sin dudas los científicos y tecnólogos tienen un papel protagonista en lo que le espera a las sociedades, por lo que el lema es apropiado para un evento de este estilo (y además invita a la exploración y la curiosidad, elementos fundamentales en ciencia).

-¿El uso de IA ya llegó a la astrofísica?

El estudio del universo requiere de la explotación de toda herramienta tecnológica que esté a disposición y sea de utilidad. La inteligencia artificial no es una excepción y se utiliza cotidianamente en el ámbito astrofísico desde hace un tiempo.

La implementación de machine learning, por ejemplo, ayuda a identificar exoplanetas, ubicar asteroides, encontrar y clasificar supernovas o galaxias. Esencialmente consiste en entrenar a la computadora para que pueda realizar tareas específicas, reduciendo mucho el tiempo invertido en análisis de una enorme cantidad de datos.

Y esto resulta clave con el advenimiento de los nuevos detectores terrestres y espaciales que recolectan a diario volúmenes inmensos de información. El rápido análisis de esta información influye de manera directa en los cálculos que debemos realizar en nuestras investigaciones.

-¿Considera que hay mucho interés en los agujeros negros? ¿Por qué se da esto?

El interés y el progreso en el estudio de los agujeros negros crece sostenidamente en astronomía. Como mencioné anteriormente, el avance de la tecnología científica en el siglo XXI ha permitido que podamos detectar en Tierra por primera vez ondas gravitacionales generadas por la fusión de dos agujeros negros en el año 2015, y también que hayamos podido fotografiar por primera vez un agujero negro en el año 2019.

¡Pudimos observar un objeto cuya existencia había sido predicha de manera teórica hace más de cien años!

La investigación de estos objetos que abundan en el universo nos permite entender mejor muchos fenómenos asociados a la muerte de estrellas de gran masa, a lo que sucede en los centros de las galaxias y a la propia evolución del universo, solo por dar unos ejemplos.

A la vez generan mucha fascinación en la cultura popular y pienso que esto se debe a distintos motivos, empezando por su nombre algo enigmático y la intriga de no saber exactamente qué es lo que sucede en su interior, y en particular en su centro, lo que da rienda suelta a la imaginación.

Mi interés en los agujeros negros se debe a que son objetos extremos que quedan definidos de manera íntegra básicamente por dos parámetros, su masa y rotación. Aún así, en su simplicidad, involucran los fenómenos de la naturaleza que más desafían la intuición.

Puede ser interesante reparar en algunas de sus características:

-Son regiones del espacio-tiempo cuya curvatura es tal que quedan desconectadas causalmente del exterior; es decir, nada de lo que suceda en su interior puede tener efecto causal sobre cualquier evento en el exterior: un agujero negro es el espacio-tiempo cerrado sobre sí mismo.

-La relación entre su masa y tamaño es tal que la materia que lo orbita puede alcanzar temperaturas de decenas de millones de grados. De su entorno pueden emerger flujos de partículas y radiación muy poderosos, que pueden escapar de la galaxia en la que estos se encuentran.

-Cerca de un agujero negro el tiempo transcurre más lentamente, y dentro de un agujero negro los ejes espacial y temporal se invierten: fuera de un agujero negro nos resulta inevitable ‘avanzar’ en el tiempo, mientras que dentro de un agujero negro lo que resulta inevitable es avanzar en el espacio. No importa cuánto nos esforcemos, nuestro destino final será alcanzar la singularidad que está en su centro (y que no sabemos qué es, solo sabemos que las ecuaciones de campo de la relatividad general que describen estas regiones divergen en ese punto).

-Si intentamos entrar en un agujero negro las fuerzas de marea nos desmembrarían por completo, produciendo lo que se conoce como espaguetificación.

-Cuando la luz pasa cerca de un agujero negro ya no viaja en línea recta, sino que se curva y redirecciona su trayectoria, pudiendo volver al punto desde el cual se originó.

-Son objetos que también pueden producir ondas gravitacionales al fusionarse. Estas ondas se propagan sobre el espacio-tiempo, deformándolo, contrayendo y estirando las distancias y el tiempo en direcciones perpendiculares.

Los agujeros negros son los existentes de la naturaleza perfectos para historias de ciencia ficción, pero son absolutamente reales: están ahí, abundan y los estudiamos a diario mediante la teoría y la observación.

-¿Cómo ve usted el estado de la ciencia en la Argentina? El Dr. Gustavo Romero manifestó a Ciencia del Sur que no tiene todo el apoyo que debería.

Argentina tiene un enorme potencial intelectual y una muy buena formación de recursos humanos en ciencia y técnica. Coincido con Romero en que no cuenta con todo el apoyo que debería, sea político o económico.

No es un problema actual, es histórico, con algunas muy escasas excepciones. Pienso que hay dos problemas fundamentales que nos dejan en desventaja: la ubicación geográfica y el financiamiento reducido.

En cuanto al primero, nos encontramos muy alejados de los mayores centros de producción científica a nivel mundial, que en esencia son Europa y Estados Unidos, lo cual afecta principalmente a los investigadores jóvenes por la inaccesibilidad a reuniones, proyectos y demás que esto representa.

En cuanto al financiamiento, la inversión en ciencia y técnica por parte del estado en Argentina debería ser unas cinco veces la que es actualmente, y se debería estimular también la inversión privada, que en nuestro caso es prácticamente nula. Además, la excesiva burocratización lleva a la dilatación de todo proyecto que se quiera abordar, generando trabas para la concreción de las iniciativas con potencial.

El sistema actual en Argentina tiene dos consecuencias que se observan cada vez con mayor frecuencia en los investigadores jóvenes: o bien emigran por tiempo indeterminado y buscan instalarse en algún instituto extranjero de un país del primer mundo, o bien se vuelcan a la actividad privada en algo que no tiene ninguna relación con su área de trabajo pero donde pueden aplicar las habilidades desarrolladas en su carrera científica.

Lamentablemente la ciencia no está en agenda de los actores políticos con mayor peso del país, más allá de lo superficialmente discursivo y de alguna excepción aislada. Los miembros de los poderes ejecutivo y legislativo en todos los niveles, subcualificados en general, no logran concebir el poder de desarrollo de una nación que invierte en ciencia y técnica, por más que simulen o pretendan hacerlo.

Y una de las causas de este desinterés se debe a las escalas temporales en juego: invertir en proyectos científicos ambiciosos que verán la luz mucho después de la finalización de un mandato no resulta redituable en términos políticos. La mira está puesta en la siguiente elección cuando debería estar puesta en las siguientes generaciones. Es un problema grave, urgente y transversal.

Desde luego son muchos los países, seguramente la mayoría, los que atraviesan problemas similares o peores.

A pesar de esto, los científicos argentinos se las arreglan para salir adelante con sus investigaciones, pero el avance sería mucho más pronunciado con un apoyo adecuado.

En este sentido, el rol de las universidades en Argentina es fundamental, donde se tiene mayor conciencia de la importancia de promover el desarrollo científico-técnico. La Universidad Nacional de La Plata, en la cual hice y hago mi carrera, es un claro ejemplo donde la ciencia e innovación son prioridades.

-¿Qué se puede hacer para mejorar el estado de la ciencia en general en nuestros países? Existe como una especie de justificación utilitaria muchas veces, ¿nuestros países deben invertir más en I+D?

Definitivamente se necesita más inversión en investigación y desarrollo. La justificación utilitaria de la ciencia es a priori entendible, pero proviene del desconocimiento o la ignorancia. La ciencia tiene como propósito obtener conocimiento profundo y verdadero acerca del mundo.

Las personas y los gobernantes no terminan de asimilar el poder del desarrollo de la ciencia básica, la potencial aplicación a resolución de problemas concretos, que se da muchas veces de manera colateral o indirecta.

En cuanto a esto, quienes pertenecemos al ámbito científico tenemos que asumir nuestra responsabilidad en la falla de la comunicación.

Por poner solo un ejemplo, pensemos en la tomografía por emisión de positrones (PET) que se aplica en neurología, cardiología y oncología. El desarrollo de esta tecnología requirió entender aspectos altamente fundamentales de la física. Para empezar, se necesitó del descubrimiento del positrón, que es la antipartícula del electrón, descubierta en los años ’30.

Y esto está asociado de manera íntima al desarrollo de la mecánica cuántica en el siglo XX, por Max Planck, Erwin Schrödinger y Paul Dirac, entre otros. ¿Cuántos se habrán preguntado en aquel entonces para qué invertir en investigación de la mecánica cuántica, algo tan intangible y alejado de los problemas cotidianos de las sociedades? Seguramente la mayoría.

Hoy, entender mejor el mundo de las muy bajas energías, del cual se ocupa la mecánica cuántica, nos permite tener tratamientos efectivos contra el cáncer (y usar a diario computadoras o celulares).

Análogamente, se puede pensar más atrás en el tiempo en la termodinámica o el electromagnetismo, fundamentales para las dos Revoluciones Industriales que cambiaron por completo y para siempre el mundo. Ningún país alcanza el progreso real sin una buena inversión sostenida en ciencia básica. Sin ciencia básica no hay ciencia aplicada, y mucho menos tecnología científica.

-¿De qué manera se involucra usted con la filosofía científica?

Me interesan muchos de los problemas que la filosofía científica aborda, en particular los relacionados a la astronomía, aunque aquel problema urgente que, muy modestamente, me interesa atacar es el llamado problema de la demarcación de la ciencia. En resumen, qué es y qué no es ciencia.

Y la urgencia a la que me refiero está asociada a la extensa proliferación del pensamiento mágico en todas sus formas en la modernidad y la potencial peligrosidad asociada a este: desde la astrología, hasta el reiki, la parapsicología o los antivacunas.

El último caso involucra inclusive a médicos, un claro ejemplo de actitud anti o pseudo científica que permea en la propia ciencia y academia: una combinación que genera confusión en la sociedad porque la aseveración anticientífica proviene de la propia (y supuesta) ‘palabra autorizada’ en la materia, y resulta muy difícil contrarrestar esto.

Uno pensaría que con el avance científico-tecnológico de las últimas décadas estas corrientes anticientíficas caducarían. Todo lo contrario, internet le dio visibilidad a innumerables farsantes que afirman la influencia de los astros en nuestro destino, que la Tierra no es esférica (algo que Eratóstenes de Cirene demostró ingeniosamente hace más de dos mil años midiendo la sombra de un palo), o que podemos curarnos de una enfermedad utilizando piedras mágicas y vibrando alto.

El fin último de estos sujetos es el lucro, y su recaudación reside en la estafa intelectual del consumidor inadvertido. Antes el problema era el acceso a la información, hoy lo es el criterio para seleccionar la información que vale la pena consumir.

En este sentido se debe trabajar sobre el criterio de selección; considero que para lograr un progreso real y completo en una sociedad se necesitan sujetos pensantes, que duden, se hagan preguntas y razonen. Que no repitan eslóganes. La verdadera transformación debe tener raíz cultural y llevaría probablemente algunas décadas en concretarse.

Y con esto no me refiero a la escolarización, sino a que las personas puedan pensar por sí mismas, sea cual sea el nivel de educación que hayan alcanzado o pretendan alcanzar. Una persona con un pensamiento crítico entrenado y un escepticismo racional desarrollado tiene mucha más probabilidad de lograr la emancipación y el progreso personal, y de identificar impostores de cualquier ámbito (en particular el político, donde abundan).

Inevitablemente esto conduciría a una mayor valoración general de la ciencia y a que esta sea tenida en cuenta en la toma de decisiones políticas (sean relativas a la economía, salud, educación, a lo social e inclusive a lo científico). Entonces uno se pregunta de qué manera puede aportar a modificar esta situación.

Bueno, pienso que acercar estos temas a las sociedades mediante la identificación correcta de las pseudociencias y ejercer la divulgación de lo que investigamos puede eventualmente colaborar a revertir la tendencia. La ciencia es fascinante, siempre algo increíble está esperando a ser descubierto en algún lugar del universo, como decía Carl Sagan. Los científicos tenemos la obligación de contagiar esta fascinación.

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