Harry Cliff, físico de Cambridge: "No hay un chef cósmico, el Universo se cocinó solo"

"Si queremos preparar una tarta de manzana desde el principio, antes debemos inventar el universo". Lo dijo Carl Sagan y la cita sirve de inspiración al físico de partículas de la Universidad de Cambridge Harry Cliff para su nuevo libro: 'Cómo hacer una tarta de manzana desde el principio: la búsqueda de la receta de nuestro Universo' (Debate). En sus páginas, este investigador del CERN y de su espectacular Gran Colisionador de Hadrones, acompaña al lector por siglos y centurias en una auténtica saga épica con el fin de revelar los ingredientes fundamentales de la materia y la energía y también de señalar sus secretos aún por responder.

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PREGUNTA. Plantea al inicio del libro si podemos averiguar 'Cómo hacer una tarta de manzana desde el principio? Pero, ¿nos ha dado la evolución una mente capaz de lograr eso? ¿O sufrimos alguna limitación crucial que nos impediría comprender por completo el Universo?

RESPUESTA. Es una pregunta interesante. En principio, no hay ninguna razón por la que nuestras mentes deban poder comprender completamente el universo y sus orígenes. Nuestras mentes son definitivamente limitadas, y de la misma manera que no puedes enseñarle mecánica cuántica a un perro, puede ser que la teoría final de la física esté más allá de nuestra comprensión. Por otro lado, nosotros, como especie, tenemos esta enorme ventaja de poder trabajar juntos y transmitir el conocimiento de generación en generación, lo que significa que podemos hacer un progreso incremental incluso en problemas muy, muy difíciles. Eso me da alguna razón para ser optimista de que podríamos llegar allí algún día.

P. Lavoiser revolucionó la química moderna cuando descartó el paradigma de la combustión basado en el flogisto. Si tuviera que apostar por ‘el flogisto de la física hoy’, por aquella idea que todos dan por hecha y que puede acabar derrumbándose de la noche a la mañana despejando el camino de nuevos descubrimientos, ¿qué elegiría?

R. Es peligroso hacer predicciones, pero si hay algo que claramente no entendemos correctamente es la nada, es decir, el espacio vacío en sí. De acuerdo con la física de partículas moderna, el espacio vacío no está vacío en absoluto, sino que está lleno de un mar hirviente de partículas que parpadean dentro y fuera de la existencia. El problema es que, cuando tratamos de calcular cuánta energía tienen estas partículas fugaces, obtenemos una respuesta que es ridículamente grande, tan grande que el universo se partiría en pedazos si el vacío realmente contuviera tanta energía. Este es uno de los mayores problemas de la ciencia moderna y sugiere que realmente no sabemos qué es la nada.

Uno de los mayores problemas de la ciencia moderna es que realmente no sabemos qué es la nada

P. Dices sentir lástima por los profesores del joven Albert Einstein que se sentaba al fondo de la clase y sonreía. ¿Es real o ilusoria la idea de que hoy no contamos con gigantes de la ciencia como los de las décadas heróicas del siglo XX, los Einstein, Bohr, Heisenberg, Feynman o, tal vez, Hawking?

R. No tengo ninguna duda de que hoy en día hay científicos que son tan brillantes como aquellos gigantes de principios del siglo XX. La diferencia es que, mientras que hace 100 años era posible que una sola persona hiciera un gran avance, hoy en día, se ha recogido toda la fruta al alcance de la mano y los problemas son mucho, mucho más difíciles. Eso significa que la única forma de progresar es trabajar en colaboración. Esto es particularmente cierto en la física experimental donde vemos máquinas enormes como el Gran Colisionador de Hadrones con miles de personas trabajando en él, pero también es el caso de los físicos teóricos.

P. Calcula que si cortamos una tarta por la mitad 82 veces, el resultado será al fin un sólo átomo. Alguien dijo que, si un desastre apocalíptico destruyese el conocimiento acumulado de la humanidad, los supervivientes sólo necesitarían una información para empezar de nuevo: “todo está hecho de átomos”. Pero conocer el átomo abrió también la puerta al apocalipsis de la humanidad. Hoy, la guerra nuclear vuelve a amenazarnos por la invasión de Ucrania por Rusia. ¿Y de qué servirá comprender el Universo si no quedara nadie para comerse la tarta?

R. Es cierto que la física moderna desbloqueó el enorme poder del átomo, que viene con beneficios y peligros. La situación en este momento definitivamente me preocupa, solo espero que los que están en posiciones de poder reconozcan la enorme responsabilidad que tienen para prevenir desastres. Mi esperanza es que algún día podamos deshacernos de las armas nucleares de forma permanente, pero mientras existan no se puede negar que representan una amenaza persistente para todos nosotros.

P. Usted se ocupa precisamente en el libro de la posibilidad de conseguir el logro tecnológico de la energía de fusión que, pese a las pruebas en marcha, aún parece lejano. Y, mientras tanto, en un contexto de amenaza del cambio climático, ¿a qué fuentes de energía miraría un físico? ¿La energía nuclear de fisión actual?

R. No soy un experto, pero no creo que haya una solución única para generar energía de una manera que reduzca las emisiones de dióxido de carbono. Las energías eólica y solar han hecho grandes avances en los últimos años y ahora son mucho más baratas que los combustibles fósiles. Pero también necesitaremos fuentes de energía de carga base para cuando el viento no sople o el sol no brille. La fisión nuclear es probablemente la mejor opción disponible en este momento, pero a largo plazo la fusión podría ser transformadora, aunque probablemente no a tiempo para ayudar a evitar el cambio climático.

El universo no surgió de la nada; ese es un concepto erróneo común

P. Somos polvo de estrellas y el oro de una de nuestras joyas es un pedazo pequeño de una estrella de neutrones. Pero el horno primero, el original, fue el Big Bang que creo los primeros elementos químicos. Cuando alguien le pregunta qué fue exactamente lo que hizo “bang” o cómo puede surgir un universo de la nada (violando así la termodinámica) que respuesta corta tiene preparada?

R. El universo no surgió de la nada; ese es un concepto erróneo común. Hasta donde sabemos, todo en el universo fue creado a partir de una extraña forma de energía que llevó al universo a expandirse extremadamente rápido en sus primeros momentos, un proceso llamado "inflación". Cuando terminó la inflación, la increíble energía que la impulsaba se convirtió en materia y radiación, lo que llamamos el Big Bang, que finalmente formaría todo lo que nos rodea hoy. En cuanto a lo que sucedió antes de la inflación, por el momento al menos, no podemos responder esa pregunta…

P. Ha trabajado en el LHC del CERN cuyo mayor logro hasta el momento ha sido confirmar algo -el - que la física ya había predicho que debía existir. En un capítulo de ‘The Big Bang Theory, Penny le pregunta a Leonard qué hay de nuevo en la física y él le dice que en realidad nada desde hace décadas. ¿Es así? ¿La física está en un callejón sin salida perdida en hipótesis infalsables como la teoría de cuerdas?

R. Como físico experimental, definitivamente no creo que la física esté en un callejón sin salida. Lo que ha sucedido es que muchas de las ideas teóricas más populares de las últimas décadas no han resultado coincidir con el mundo real, lo que nos obligó a repensar los enfoques. Eso es bueno. Pero más allá de eso, hay varios desarrollos realmente emocionantes que surgen de experimentos y observatorios en todo el mundo en este momento que tal vez aún no hayan llegado a las noticias de manera importante, pero que podrían convertirse en grandes avances si se confirman. Mi propio experimento, LHCb, ha estado observando extrañas anomalías en la forma en que se comportan las partículas llamadas quarks de belleza, que podrían ser la primera evidencia de una nueva fuerza de la naturaleza. De manera similar, en cosmología hay un gran debate sobre la velocidad a la que el universo se expandió a lo largo de su historia, con diferentes observaciones en conflicto entre sí. Estamos en una fase en la que nos guían los resultados del mundo real, en lugar de la especulación teórica, que es un lugar emocionante para estar. Creo que hay una gran posibilidad de que una u otra de estas anomalías resulte ser la primera pista para una comprensión más profunda del mundo.

Como físico experimental, definitivamente no creo que la física esté en un callejón sin salida

P. Pero usted mismo dice en el libro que para hacer más progresos sustanciales necesitaría un acelerador de partículas del tamaño del sistema solar... Ya que eso será, um, complicado, ¿tenemos otras opciones?

R. Ese acelerador del tamaño del sistema solar solo se refería a comprender energías muy, muy altas donde creemos que todas las fuerzas podrían unificarse. Pero esa es solo una pregunta en particular y hay muchas cosas que no entendemos que están mucho más cerca de casa, donde tenemos una buena oportunidad de aprender más en los próximos años. El Gran Colisionador de Hadrones tiene al menos otros quince años de funcionamiento y no se sabe lo que podemos encontrar allí. Ya estamos empezando a recibir indicios de que hay algo nuevo a la vuelta de la esquina: es demasiado pronto para saberlo, tendremos que esperar y ver. Del mismo modo, hay una serie de experimentos más pequeños que han comenzado a ver desviaciones de nuestras teorías actuales de física de partículas, lo que nuevamente puede ser una pista de lo que viene después. Y en el lado astronómico, tenemos estos increíbles observatorios nuevos en proceso, como el Telescopio James Webb y nuevos detectores de ondas gravitacionales que nos enseñarán mucho sobre el cosmos en general.

P. Los físicos profesionales tienen en la teoría cuántica una excelente teoría que funciona asombrosamente bien y, sin embargo, no entienden en realidad, como sentenció Feynman, lo que están haciendo. ¿Está de acuerdo con esta afirmación? ¿Cómo es posible que una teoría tan exacta cuente sin embargo con tantas 'interpretaciones' enfrentadas? ¿Cree que está incompleta la mecánica cuántica y su hipotética culminación "le devolvería a la realidad el realismo que al principio le quitó”? ¿Por dónde podría ir esa "culminación?

R. En cierto modo, la física cuántica es la ciencia mejor entendida de todas. Tome el modelo estándar de física de partículas, que se basa en la física cuántica, esta es una teoría que puede hacer predicciones de una parte en diez mil millones que luego se confirman mediante experimentos. ¡Eso es increíble! No existe ninguna teoría en ninguna otra área de la ciencia que pueda acercarse a ese nivel de éxito. Con lo que luchamos es con una comprensión intuitiva del mundo cuántico. Las cosas cuánticas no obedecen las reglas del mundo cotidiano en el que vivimos, por lo que buscamos 'interpretaciones' para tratar de entender 'lo que realmente está pasando'. Pero todo lo que estamos tratando de hacer es imponer nuestra intuición cotidiana del mundo en el reino cuántico, y no hay absolutamente ninguna razón por la que el mundo cuántico tenga que comportarse de una manera que nos resulte cómoda. El problema, en lo que a mí respecta (y como no experto en este tema) es que ninguna de estas diferentes interpretaciones de la mecánica cuántica hace predicciones comprobables que sean diferentes entre sí. Entonces, en ese sentido, son solo historias que los físicos se cuentan a sí mismos para aliviar nuestra incomodidad acerca de cómo nos dice la mecánica cuántica que son las cosas. Hasta que hagan algunas predicciones que podamos probar en el mundo real, no voy a pasar mucho tiempo pensando en ellas.

P. Por último, ¿quién cocinó de la tarta? ¿Hace falta un Dios pastelero o es posible que la tarta “se cocinara sola”?

R. Ja ja. Ese está muy por encima de mi nivel salarial. Todo lo que puedo decir es que no veo la mano de ningún chef cósmico en el mundo en el que vivimos. Si tuviera que hacer una apuesta, diría que el pastel se cocinó solo.