Buscando el tamaño del universo en el brillo de las estrellas

El Profesor Gustav Tammann fue director del Instituto Astronómico de la Universidad de Basilea, Suiza, Miembro de la Agencia Espacial Europea, presidente de la Comisión de Galaxias de la Unión Astronómica Internacional. Su trabajo de investigación en supernovas y escalas de distancia extragalácticas ha dado a la astronomía una forma de determinar la distancia a la que se encuentran objetos ubicados en el espacio profundo y con ello determinar la expansión del universo.

Cabalmente humanista y con una concepción práctica del universo que le rodea, Gustav Andreas Tammann es un hombre que comprende su medida y lugar en el universo. Esta combinación de elementos están presentes en lo que él considera el inicio de su vocación como astrónomo: “ la decisión de ser astrónomo la tome a los cuatro años a causa una experiencia traumática. En esos años me dijeron que Dios esta en el cielo, pero cuando miras al cielo, Dios no se ve. Entonces pensé – Ahh, El debe estar más lejos, por eso no lo puedo ver – Entonces decidí ser astrónomo para ver mas lejos”

En términos simples, ¿cómo es el universo para usted?

Diría que el universo es asombroso. Cuando lo miras tienes la impresión de que esta construido con principios simples. Pero si te acercas verás esos mismos principios detallarse infinitamente. Los cosmólogos dicen que al inicio, el universo era lineal, es decir, tenia una sola temperatura, una sola densidad y eso es simple. Pero entonces comenzó a evolucionar. El universo dejó de ser lineal y llego a ser infinitamente complejo, hasta que un punto en el cosmos es completamente diferente de cualquier otro. Lo mas admirable de todo es que de esos simples principios, el cosmos llegara a ser tan complejo como para crear proteínas.

¿Porqué el universo llega a ser tan complejo?

No lo sabemos. Pienso que uno de los misterios mas grandes del universo es la violación al principio físico de la entropía. Según este principio cualquier información en el universo debería desvanecerse, la entropía aumenta continuamente. Es como un buen perfume, inviertes muchísimo dinero para conseguir un magnifico olor dentro de una pequeña botella. La entropía desea destruir esa botella, por lo que un día la botella se cae, se rompe y el olor se evapora, esto es la entropía. Y entonces ¿por qué en un universo que se expande, la materia se concentra y la información que contiene se hace más y más grande? El universo se esta volviendo más “oloroso” en lugar de perder su aroma.

La excusa de los físicos es que la violación al principio de entropía no es grave ya que es únicamente local. Es como el dibujo de la montaña y el ratón. El ratón es altamente estructurado pero muy pequeño y la montaña es enorme pero sin estructura alguna. Así que lo estructurado parece poco importante comparado con el gran tamaño de la montaña. Los físicos explican este asunto de la entropía diciendo que no es una violación severa, pero no explica porqué sucede. Entendemos que los físicos digan que el ratón no es importante y que podemos olvidarnos de él pero ¿por qué el universo crea un ratón?. Como dijo Martin Rees "¿por qué el universo hace el esfuerzo de existir? habría sido mucho más simple no existir.


¿Es posible que los cosmólogos estén creando un universo matemáticamente perfecto en lugar de explicar qué es lo que sucede allá afuera.?

Sí; las teorías de los matemáticos pueden inventar toda clase de universos. Fred Hoyle una vez me dijo que podía inventar una nueva cosmología durante la hora del té. Asumimos siempre que el espacio tiene una topología simple y para los matemáticos esto no es absolutamente claro. Un matemático es igualmente feliz si el universo es una rosquilla o una esfera, si eres matemático puedes siempre cambiar la topología del universo.


Así que estás en el Sistema Solar, nuestra galaxia está en este universo, y un quasar está allí y las ondas de luz avanzan en ese espacio, pero no podemos distinguir si el universo tiene forma un rosquilla o de una esfera. Puedes hacer tantos modelos teóricos como quieras y cada uno más complejo. Los matemáticos han comenzado a hablar de universos increíbles, infinitamente grandes. y cuando preguntas a los físicos qué piensan de estos modelos, ellos dicen que nunca podríamos decidir por alguno. Los universos planteados por los matemáticos son posibles, pero intuitivamente muy desagradables. Encuentro horrible la idea de un universo infinito, porque un universo infinito implica que ya era infinito durante el Big Bang, por lo tanto ahora es infinitamente grande y continúa expandiéndose a una mayor infinitud. Eso es terriblemente feo, pero matemáticamente es agradable.

Un universo abierto o un universo cerrado ¿de que lado caerá la moneda?

Mi problema es que si la densidad en el universo – el valor que habla de la cantidad total de materia, también llamada Omega Total -- tiene un valor de uno, entonces el universo es infinitamente grande y ha sido siempre infinitamente grande desde el Big Bang. Pero lo gracioso es que si este valor es tan solo un poquito más alto, entonces el cosmos cambia a ser cerrado y finito.

El problema es que no veo como experimentalmente podremos saber si el universo es infinito o finito. La diferencia entre estos dos universos puede ser tan terriblemente pequeña que como observadores no podemos decidir. Eso es lo que los matemáticos o los teóricos como Freadman se preguntan y tratan de resolver. Pienso que la idea de que estamos viviendo en un universo infinito y abierto es muy dolorosa.


La astronomía es en gran parte cuestión de números, muchos números. Uno de los mas interesantes es ¿qué tan grande es el universo?

La respuesta no se sabe y nunca se conocerá, porque no podemos distinguir entre un universo finito y un universo infinito. En cierto sentido la pregunta no es permisible, ya que solo puedes preguntar por el tamaño del universo observable. Esta claro que podemos ver tan lejos como la luz haya tenido tiempo de llegar a nosotros. Entonces si el universo tiene 15 billones de años, tu solo puedes alcanzar a ver hasta 15 billones de años luz. Eso es lo mas lejos que podemos observar porque antes no había luz. Entonces la edad define el tamaño.

¿Que es para usted un universo de 13 billones de años?

Un error. Como primera aproximación es necesario pensar que calculamos la edad del universo utilizando la velocidad a la que éste se expande , es decir la constante de Hubble. Y la cantidad de materia o densidad que pensamos tiene. A lo largo de los últimos seis años los científicos hablan de que además existe una aceleración llamado Lamda, este loco concepto plantea la idea de que además de expandirse el universo incrementa la velocidad de su expansión. La creencia actual habla de que si la densidad del universo observable es igual a 1, este se expandirá cada vez más rápido, hasta alcanzar al final una velocidad infinita.

El valor de moda para Ho (la constante de Hubble) es 72 , la gente que acepta este valor y que acepta el concepto de Lamda; calcula la edad del universo en 13.7 billones de años. Yo prefiero un valor de 63 para la constante de Hubble, lo que lleva a nuestro universo a los 15.6 billones de años que es una edad con la que estoy más de acuerdo.

Algo que es coherente con esto, es el trabajo del Dr. Jordi Cepa, investigador del IAC. El me comentaba que ha fechado “clusters” globulares en 15 billones de años, esto se contrapone a la edad del universo calculada a partir de un Ho igual a 72, porque no puede haber objetos mas antiguos que el universo mismo. Por lo tanto el valor de la constante debe ser más pequeño, y 63 es lo suficientemente pequeño. Para mi 15.6 billones de años es una edad bastante razonable para nuestro universo. Creo que 72 es un valor erróneo para la constante de Hubble y por lo tanto es igualmente erróneo un universo de 13.7 billones de años de edad.

A cada respuesta encontrada, el universo nos premia con mas preguntas, ¿hacia donde va la investigación cosmológica actualmente?

Creo que las grandes preguntas del momento no serán resueltas por astrónomos. Cosas como la naturaleza de la energía obscura están mas en el campo de la física de partículas que en la astronomía. La explicación de que es la energía obscura y su papel en la conformación del universo es uno de los mayores problemas, al cuál la astronomía no puede aportar mucho. Hay ciertas observaciones que podrían distinguir entre Lamnda y la llamada quintaesencia. Pero lo que realmente significan cada uno de estos fenómenos es un problema de la física no de la astronomía.

La otra gran pregunta de la cosmología es la materia obscura. Encuentro muy importante el que conozcamos ya una parte de esta materia: los neutrinos. Sabemos que tienen algo de masa, sabemos que interactúan débilmente. Sin embargo son una parte muy pequeña de la materia faltante, tan solo un 1%. El gran trozo de materia obscura aun no lo hemos visto. Aquí también lo mas probable es que los físicos encuentren la respuesta, y lo hagan aquí en la tierra.

Entonces ¿cual cree usted que será la contribución de los astrónomos a la cosmología?

La formación de estructuras. Cuándo se formaron las primeras estrellas y como se dio la diversidad de elementos químicos. La historia química del universo no es entendida todavía.


Usted ha sido entrevistado infinidad de veces sin embargo, ¿existe alguna pregunta que usted quisiera responder pero que no le hayan preguntado?

Le puedo decir cuál pregunta me alegra que no me haya hecho, normalmente cuando se entrevista a un astrónomo surge la pregunta de como era el universo antes del Big Bang o que provocó este fenómeno. Es otra de las cosas de las cuales yo estoy convencido que la raza humana jamás entenderá. Encuentro muy interesante que muchos investigadores ahora admiten que hay preguntas que nunca podrán ser contestadas. Nunca podremos saber si el universo es finito o infinito y nunca podremos saber que pasó exactamente durante el Big Bang. Podemos plantear 20 posibilidades, así tienes un rango de posibilidades pero el método científico no nos permite distinguir con precisión entre ellas.

Creo que los científicos se han vuelto más modestos, ahora admiten que estamos en una caja de la cual podemos aspirar a conocer sus respuestas, pero fuera de ella hay preguntas, importantes y fundamentales preguntas, que no serán resueltas por la ciencia.

Como se hizo usted cosmólogo?

Yo nunca me llamado cosmólogo, mi trabajo es la determinar la distancia entre las galaxias y eso conduce a la determinación de la Constante de Hubble. Lo más gracioso de todo es que la Constante es un asunto cercano. La expansión del universo se determina en un rango de 13,000 km/s alrededor de nosotros , por lo que para trabajar en la constante de Hubble no se requiere ser un cosmólogo.

Alan Sandage me pidió que determinara la cefeidas en una galaxia, y me lo pidió a mi porque yo había sido entrenado como fotometrista. Si tu deseas obtener la distancia de una cefeida debes conocer muy bien su magnitud y mi entrenamiento era justamente eso obtener magnitudes, así que si nos vamos a mis raíces en realidad soy un fotometrista.


Si pudiera hacerle una pregunta a Dios, cual sería?

Por supuesto que cuál es el sentido de la vida. Cuál es nuestro objetivo aquí. A los protestantes se nos dice – debes ser útil en tu vida y debes cumplir tus obligaciones— lo terrible de esto, es que no sabemos cuales son estas obligaciones.

Entrevista realizada por el Dr. Sigfrido y publicada en la revista "IAC noticias" del Instituto de Astrofísica de Canarias