Preguntas al cosmos con acento asturiano

«Es apasionante; la física sigue viva y no se acaba». Lo dice el avilesino de Miranda José Luis Fernández Barbón, del Instituto de Física Teórica de Madrid, mientras apura su taza en la cafetería del Centro Niemeyer. Experto en teoría de cuerdas y en agujeros negros, Fernández Barbón reconoce que el resultado de la concepción actual del universo es que «no conocemos el 90 por ciento de lo que hay en él». Se trata de una «encrucijada» que atraviesa la física, recalca el físico de partículas Carlos Peña Garay, de Vegadeo, y que requiere más que nunca del abrazo de dos campos de investigación que necesitan intercambiar conocimientos e hipótesis: la ciencia de las partículas más pequeñas y la que concibe a grandes rasgos nuestro cosmos.

Un puñado de físicos asturianos, que se encuentran en primera línea de investigación en estas cuestiones, discuten e intercambian opiniones estos días en el Centro Niemeyer. Participan en una iniciativa (el encuentro Asturpac 2011) que quiere aprovechar los éxitos de investigadores con raíces asturianas para animar a los estudiantes de la Universidad de Oviedo y también estrechar lazos entre los más destacados físicos vinculados con Asturias; pero ¿por qué esa encrucijada?

En realidad, el universo está lleno de más incógnitas de las que hace décadas se esperaban. El estudio de los componentes últimos de la materia se enfrenta al hecho inesperado de que buena parte de lo que constituye el cosmos es desconocido. Los físicos confían en que su modelo teórico para describir los «ladrillos» de la materia que conocemos, el denominado «modelo estándar», sobreviva a la sacudida que supone comprobar que el 23% de la materia del cosmos es una misteriosa «materia oscura» y que el 72 por ciento es una aún más enigmática «energía oscura». Tienen buenos indicios de su existencia, incluso cuentan con hipótesis sobre qué puede explicar ese misterio, pero la comprobación empírica terminará echando por tierra algunas presunciones. La «encrucijada» está en saber qué modelo físico sobrevivirá a este terremoto teórico.

«No será seguramente esta generación de físicos la que dé con la solución, pero podremos ser puente para la siguiente», señaló ayer Peña Garay al abrir las sesiones de la Asturpac 2011. «La "materia oscura" ha pasado de ser un epílogo en los libros de texto que yo estudié a convertirse en portada», admite Fernández Barbón.

Esta «materia oscura» ya indujo a sospechas en 1933, cuando el astrofísico Fritz Zwicky comprobó que ciertas galaxias se movían de un modo no justificado ante la materia que se observaba. Décadas después pudo comprobarse la presencia de esa materia desconocida en otros puntos del universo. Los físicos se preguntan qué puede ser esa «materia oscura», y tienen algunos candidatos conocidos, que van desde neutrinos a cuerpos astronómicos masivos; pero parecen insuficientes, y la sospecha es que existe otro tipo de nuevas partículas o incluso que es necesario modificar la concepción de la gravedad.

A este problema se suma otro aún más desconcertante. La existencia de una «energía oscura» que impregna el universo y que los físicos tratan de identificar, en un ejercicio de matemática policiaca.

Una de las claves reside en algo que Albert Einstein consideró su mayor error: la constante cosmológica. «Einstein la introdujo en su teoría de la relatividad general para lograr que el universo fuese estacionario», explica Fernández Barbón. Sin embargo, abjuró de ella una vez que Edwin Hubble comprobó en 1929 que el universo se expandía. La constante ya no era necesaria. La duda era si el universo se expandiría infinitamente cada vez de forma más lenta por la gravedad o ésta sería suficiente para causar un colapso futuro. Sin embargo, en 1998 los físicos comprobaron con estupor que el cosmos ha acelerado su expansión. Las galaxias se alejan unas de otras cada vez a una mayor velocidad. Esta desazonadora evidencia ha llevado a plantear la existencia de una «energía oscura» que cubre todo el espacio y que actúa al contrario que la gravedad: causa que la materia se repela. Eso ha devuelto a la actualidad la constante cosmológica. Su ajuste puede ser una de las claves para explicar qué ocurre.

En esta cuestión, la física de partículas y la cosmología vuelven a darse la mano. Los físicos cuánticos ya trabajaban con la hipótesis de la existencia de una energía escondida en el vacío. Enrique Álvarez Vázquez, catedrático de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid, mantiene esa sospecha: que la «energía oscura» es, en realidad, una energía contenida en el vacío que, en ocasiones, puede desintegrarse de forma inestable generando pares de partículas. Hijo de un asturiano, ha sido, a su vez, «padre académico» de muchos investigadores teóricos del Principado, a los que ha dirigido sus tesis.

«La llamada "energía oscura" explica una expansión acelerada del universo, y la interpretación es que esa expansión se debe bien a energía del vacío o a una serie de nuevos modelos exóticos, como la denominada "quintaesencia", pero mi punto de vista es que realmente se trata de energía del vacío; es, por así decir, la postura más conservadora», señala. Álvarez no quiere trastocar demasiado el edificio teórico actual. «Lo normal es que esa energía vaya disminuyendo y tienda a cero, creemos tener cierta evidencia no sólo de que se va desintegrando, sino también de en qué escala de tiempo sucede eso, y da la impresión de que esa escala es la de toda la vida del universo», detalla Enrique Álvarez.

En definitiva, el universo sigue suscitando más preguntas que respuestas. A ellas se enfrentan investigadores asturianos que indagan en los límites de una física que vuelve a plantearse dudas, pero ése es, en el fondo, el verdadero sentido de la ciencia.