¿Se puede ver el inicio del universo?

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Como suelo señalar en estos artículos, los medios de comunicación generalistas, y a veces también las revistas de alta divulgación, pueden ser poco acertados cuando hablan de noticias científicas. Con los titulares, sobre todo, suelen cometer errores importantes, porque se intenta darles el mayor atractivo posible, lo que significa que también sufren las mayores distorsiones.

Veamos una noticia reciente. El titular es este:

Descubren cómo ver el comienzo del universo

Errores egregios en la investigación científica

Venus, fotografiado 

por la sonda Mariner 10

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Los errores no son algo nuevo en la investigación científica. Los ha habido desde que el hombre hace ciencia (es decir, desde que el hombre es hombre). A menudo la ciencia avanza siguiendo el método de prueba y error, lo que quiere decir que se intenta algo, se constata que es equivocado, y se intenta otra cosa. Desde ese punto de vista, cometer errores y constatar que lo son es uno de los procedimientos del método científico y nadie debe ser criticado por utilizarlo.

Lo que pasa es que últimamente ha cambiado la forma de hacer públicos los resultados de una observación o de un experimento. Antes se escribía un artículo bien fundamentado, que se sometía a la crítica de cierto número de científicos del ramo, y se publicaba en una revista, lo que servía para difundirlos. Ahora se sigue haciendo esto, pero a menudo se recurre a los medios de comunicación de masas, antes o después de la publicación del artículo, para difundir el "descubrimiento" mucho más deprisa y a mucha más gente. Teniendo en cuenta que el conocimiento de la ciencia en los medios de comunicación de masas suele ser ridículamente pequeño, las noticias suelen salir acompañadas por titulares (y a veces textos) engañosos, como he denunciado más de una vez en artículos anteriores de este blog.

Desde que la divulgación de los descubrimientos científicos se hace así, el público en general suele enterarse del supuesto "descubrimiento", pero no de su refutación, porque esta no es noticia y los medios no suelen publicarla. Por ello los supuestos "descubrimientos" quedan grabados en la mentalidad popular, y es muy difícil erradicarlos.

Veamos algunos ejemplos de errores egregios cometidos en la investigación científica:

• El descubrimiento de la poliagua: a finales de los sesenta, algunos químicos soviéticos afirmaron haber descubierto una nueva forma de agua líquida polimerizada, que surgiría espontáneamente al hacer pasar el agua normal por tubos capilares muy estrechos. Por aquel entonces, los medios no lo difundieron mucho. Por ejemplo, La Vanguardia sólo publicó un artículo el 21 de octubre de 1969, donde decía esto:

La sorpresa la ha dado ahora el agua porque parece que existe también una poliagua. Que un líquido tan sencillo, que nos es tan familiar y que ha sido tan estudiado, puede darnos todavía sorpresas parecerá a algunos muy raro.

Otra noticia, publicada el 26 de marzo de 1972, es una reseña de una conferencia pronunciada por Luis Miravitlles, en la que introdujo algunas sospechas sobre la existencia de la poliagua con estas palabras:

A pesar de los numerosos resultados obtenidos hasta hoy... es aún imposible decidir si la poliagua es un verdadero polímero o un artefacto producido por las condiciones de preparación.

La segunda alternativa resultó ser la verdadera. Experimentos realizados en todo el mundo demostraron que las propiedades de la poliagua eran consecuencia de la presencia de impurezas en el agua ordinaria. Pero La Vanguardia no volvió a publicar otro artículo sobre el tema, por lo que la refutación final no recibió la misma difusión que la noticia original.

• El descubrimiento de la fusión fría: 20 años después de la poliagua, este nuevo "descubrimiento" recibió mucha más atención por los medios. En la Hemeroteca de La Vanguardia, por ejemplo, aparecen decenas de noticias relacionadas con él, la primera de la cuales se publicó el 13 de abril de 1989. Esto se debió a que, por primera vez en la historia de la ciencia, un "descubrimiento" científico se difundía mediante una conferencia de prensa, antes de publicarlo en ninguna revista. Y como, desde el principio, la mayor parte de los físicos consideraron imposible el "descubrimiento", los medios se hicieron eco, y apenas un año después ya lo daban casi todos por erróneo.

Molécula de Talidomida.
Un error científico
con consecuencias fatales

Veamos algunos casos más recientes, que no hace tanto obtuvieron grandes titulares y luego se esfumaron:

• Una bacteria que utiliza arsénico en vez de fósforo en su ADN: Anunciado a bombo y platillo por la NASA en diciembre de 2010, este "descubrimiento" fue retirado del acervo científico menos de dos años después.
• Neutrinos más rápidos que la luz. La noticia saltó en 2011, pero fue desmentida en breve por los mismos investigadores, que descubrieron un cable suelto que había roto el sincronismo entre el punto de partida y el de llegada de los neutrinos.
• Ondas gravitacionales en la radiación cósmica de fondo. Anunciado en 2014, se suponía que el "descubrimiento" de esas ondas confirmaba la teoría inflacionaria del universo primitivo (algunos dijeron incorrectamente que confirmaba la existencia del multiverso). En menos de un mes se comprobó que el efecto detectado había sido producido por el polvo de nuestra galaxia. Sigue sin observarse en la radiación de fondo.
• Presencia de fosfano en la atmósfera de Venus, noticia del 2020, que podría considerarse como un indicio de la posible existencia de vida microscópica. Análisis posteriores no han confirmado la presencia del fosfano.

Hilo Temático sobre Ciencia en General: Anterior Siguiente

Manuel Alfonseca

4 aclaraciones sobre la historia del universo

James Peebles

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Ciertas declaraciones de James Peebles, reciente Premio Nobel de física, han despertado mucha polémica, a pesar de que lo que ha dicho no es nuevo, pues los físicos teóricos llevan mucho tiempo afirmando precisamente lo mismo.

La teoría del Big Bang la propuso en 1931 Georges Lemaître, prolongando hacia el pasado de la ley de Hubble-Lemaître. En 1948, Ralph Alpher y Robert Herman predijeron que, si la teoría del Big Bang es correcta, debe existir una radiación cósmica de fondo con una temperatura próxima a 5 Kelvin. En 1965 Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron la existencia de dicha radiación cósmica, cuya temperatura resultó ser de 2,72548 Kelvin. La temperatura es exactamente igual en todas direcciones, salvo por dos efectos que provocan pequeñas diferencias, que en ningún caso modifican más allá de la tercera cifra decimal.

El problema de la constante de Hubble

Radiación cósmica de fondo de microondas
NASA-WMAP

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La constante de Hubble, que mide la velocidad de expansión del espacio en el universo, tiene propiedades muy curiosas. Por ejemplo, aunque la llamamos constante,  resulta que no lo es, sino que varía con el tiempo. Por eso su valor actual se representa con el símbolo H₀, pero como su valor en otros momentos era diferente, se representa con otros símbolos, como H_CMBR, que se refiere a su valor en el momento en que se produjo la radiación cósmica de fondo de microondas, hace unos 13.700 millones de años.

Manipulación mediática: los Premios Nobel y la religión

James Peebles

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El Premio Nobel de Física de 2019 ha sido asignado a la cosmología, y dividido entre tres científicos: James Peebles, canadiense, que recibe la mitad del premio por sus trabajos teóricos; y Michel Mayor y Didier Queloz, que se han repartido la otra mitad por haber descubierto el primer planeta ajeno al sistema solar que gira alrededor de una estrella de la secuencia principal.

La teoría del Big Bang la propuso en 1931 George Lemaître, como consecuencia de la prolongación hacia el pasado de la ley de Hubble-Lemaître. En 1948, Ralph Alpher y Robert Herman predijeron que, si la teoría del Big Bang es correcta, debe existir una radiación cósmica de fondo con una temperatura próxima a 5 Kelvin. En 1965 Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron la existencia de dicha radiación cósmica, cuya temperatura resultó ser próxima a 3 Kelvin. Ese mismo año, Robert Dicke, James Peebles y otros colaboradores razonaron que la radiación descubierta por Penzias y Wilson es precisamente la firma del Big Bang que habían predicho Alpher y Herman. Durante los años 70, Peebles fue uno de los principales cosmólogos teóricos que estudiaron el campo de la formación de las grandes estructuras cósmicas (galaxias y grupos de galaxias). Por estos trabajos se le ha concedido ahora el Premio Nobel.

Errores en la divulgación científica mediática: Stephen Hawking no lo hizo todo

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Stephen Hawking

Stephen Hawking ha sido durante décadas un icono científico para los medios de comunicación. Su penosa situación personal le ha convertido en una figura mediática, que atrae indefectiblemente la atención. Por ello, dichos medios tienen cierta tendencia a exagerar su labor científica, atribuyéndole logros que él no había conseguido y que sería el primero en repudiar, si estuviera aún entre nosotros.

Por ejemplo, con ocasión de su muerte, en diversos medios han aparecido los siguientes titulares:

•         Agencia Efe: Muere el físico Stephen Hawking, autor de la teoría del "big bang"

•         msn Noticias: Stephen Hawking, el prestigioso físico creador de la teoría del Big Bang, muere a los 76 años

•         ElTiempoHoy: Creador de la teoría del Big Bang y los agujeros negros: fallece Stephen Hawking a los 76 años

•         Gizmodo Univisión: Del Big Bang a la Teoría del Todo: el increíble legado científico de Stephen Hawking

El modelo cosmológico estándar

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Mapa de la Radiación Cósmica de Fondo

En 1927, el sacerdote y astrónomo belga Georges Lemaître descubrió la ley de Hubble.

Sí, es correcto. Hubble no descubrió la ley hasta 1929. Lo que pasó fue que Lemaître lo publicó en francés en una revista de poco impacto (Annales de la Société Scientifique de Bruxelles), mientras Hubble, que lo publicó dos años más tarde en inglés en los Proceedings of the National Academy of Sciences, recibió mucha más publicidad y su nombre quedó asociado al descubrimiento.

Combinada con la ecuación cosmológica de Einstein, la ley de Lemaître-Hubble implica que el universo está en expansión. En un artículo publicado en 1931 en Nature, Lemaître sacó las consecuencias de esto proponiendo la teoría del Big Bang, así llamada en burla por su opositor Fred Hoyle en 1950. El nombre cuajó.

En 1948, Ralph Alpher, George Gamow y Robert Herman hicieron dos predicciones sorprendentes, partiendo de la teoría del Big Bang: la composición media de la masa del cosmos (tres cuartas partes de hidrógeno y una de helio), y la existencia de la radiación cósmica de fondo. Ambas fueron comprobadas durante los años sesenta. A partir de ahí, la teoría del Big Bang se convirtió en la teoría cosmológica estándar.

Algunas aclaraciones sobre la radiación cósmica de fondo

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En 1948, Ralph Alpher y Robert Herman, del equipo de George Gamow, llegaron a la conclusión de que, si el universo hubiese salido de un Big Bang y se hubiese expandido desde entonces, debería existir una radiación cósmica de fondo en la zona de frecuencia de las microondas (o lo que es lo mismo, a una temperatura de unos 5K, 5 grados por encima del cero absoluto). Alpher y Gamow habían publicado ese mismo año otra predicción, la de la composición media del cosmos partiendo de la teoría del Big Bang.

En 1964, Arno Penzias y Robert Wilson estaban trabajando con un radiotelescopio muy potente de nueva construcción y detectaron un ruido de fondo que no conseguían eliminar. Primero pensaron que sería de origen terrestre, pero una vez eliminadas todas las fuentes de ruido posibles, el efecto persistía. Después llegaron a la conclusión de que dicho ruido no podía proceder del sistema solar ni de nuestra galaxia (pues en tal caso sería más intenso en una dirección que en otra), y que su origen tenía que ser cósmico. La temperatura de esa radiación (o sea, su frecuencia, teniendo en cuenta la ecuación de Wien) resultó ser de 3K. Robert Burke, del MIT, sugirió a Penzias que dicho ruido podía ser la radiación cósmica de fondo predicha por Alpher y Herman, cosa que, en efecto, se comprobó. Por este descubrimiento, Penzias y Wilson recibieron el Premio Nobel en 1978.

Junto con el argumento basado en la composición media del universo, la radiación cósmica de fondo dio el espaldarazo a la teoría del Big Bang, que se convirtió en la teoría cosmológica estándar (aunque véase un artículo anterior de este blog al respecto).

Alternativas al Big Bang

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La teoría del Big Bang tiene un problema, que se puede explicar con el siguiente conjunto de cuestiones:

• Lo más alejado de nosotros que podemos ver es la radiación cósmica de fondo de microondas, que se originó unos 380.000 años después del Big Bang. Lo que ocurrió antes, no es posible verlo directamente, porque está oculto detrás de esa radiación.
• Es verdad que no podemos verlo, pero sí podemos deducir lo que pasó en esos primeros 380.000 años, aplicando la teoría física estándar, que es la relatividad general. Además, es posible realizar comprobaciones experimentales de esas deducciones, porque proporcionan  predicciones, como la composición media del cosmos, que coincide muy bien con los datos experimentales.
• El problema es que la relatividad general no nos sirve para llegar al tiempo cero, al Big Bang propiamente dicho. Esta teoría sólo se puede aplicar a partir de unos 5×10^-44 segundos después del Big Bang (el tiempo de Planck), porque antes de ese tiempo los efectos cuánticos eran predominantes, y no disponemos de una teoría física que unifique la mecánica cuántica con la relatividad general.

Una foto desde el abismo del tiempo

La radiación cósmica de fondo detectada por el telescopio espacial Planck

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A medida que los sucesivos telescopios espaciales de la NASA y de la Agencia Espacial Europea (COBE, WMAP, Planck) nos envían datos sobre la radiación cósmica de fondo, las imágenes correspondientes suelen aparecer en la primera página de los diarios de mayor difusión, usualmente acompañadas por titulares que no siempre son afortunados. Veamos unos cuantos: