Anil Ananthaswamy: ¿Qué se necesita para trabajar en astrofísica extrema?

Hoy me gustaría hablar de lo que creo es una de las más grandes aventuras emprendidas por los seres humanos: tratar de entender el Universo y nuestro lugar en el mismo. Mi interés y mi pasión por esto empezó más bien por accidente. Yo había comprado una copia de este libro: "El Universo y el Dr. Einstein"; un libro en rústica, usado, de una librería de segunda mano de Seattle. Pocos años después, en Bangalore, una noche me resultaba difícil conciliar el sueño y tomé este libro, pensando que me dormiría en 10 minutos. Pero en realidad lo leí de corrido entre la medianoche y las 5 de la mañana. Y me dejó una sensación intensa de asombro y euforia hacia el Universo y hacia nuestra capacidad de entender todo lo que conocemos. Y ese sentimiento aún no me ha abandonado.

Ese sentimiento fue el detonante que me hizo cambiar de carrera, de ingeniero de sistemas a escritor científico, para participar de la alegría de la ciencia y también de la alegría de comunicarla a otros. Esa sensación me llevó en una especie de peregrinación, literalmente, a los confines del planeta para ver telescopios, detectores, instrumentos que las personas construyen, o han construido, para sondear el cosmos, cada vez con más detalle. Me llevó de lugares como Chile (el desierto de Atacama en Chile) a Siberia, a minas subterráneas, desde los Alpes Japoneses, desde América del Norte, hasta la Antártida e incluso al Polo Sur.

Hoy me gustaría compartir con Uds. algunas imágenes, algunas historias de estos viajes. He dedicado los últimos años, básicamente, a documentar los esfuerzos de algunos hombres y mujeres muy intrépidos que a veces están literalmente arriesgando sus vidas, trabajando en algunos lugares muy remotos y hostiles, para captar las señales más débiles del cosmos que nos han de ayudar a entender el Universo.

Quisiera empezar con un gráfico circular. Prometo que es el único de toda la presentación. Pero refleja el conocimiento existente sobre el cosmos. Todas las teorías físicas existentes explican correctamente lo que se llama "materia corriente" -la materia de la que estamos hechos- que representa el 4% del Universo. Los astrónomos, cosmólogos y físicos piensan que hay algo llamado "materia oscura" que constituye el 23% del Universo y algo llamado "energía oscura" que impregna el tejido del espacio-tiempo, y constituye otro 73%. En este gráfico se ve que el 96% del Universo, en este momento de la exploración, no se conoce o no se entiende bien. La mayoría de los experimentos, los telescopios que fui a ver, de alguna manera están abordando el tema de estos dos misterios gemelos de la "materia oscura" y la "energía oscura".

Primero los voy a llevar a una mina subterránea del norte de Minnesota donde están buscando la llamada "materia oscura". La idea aquí es que están buscando señales de materia oscura que impacte en uno de sus detectores. La razón por la que tienen que hacerlo bajo tierra es que, si uno hace este experimento en la superficie, el mismo estaría repleto de señales parásitas posiblemente provocadas por rayos cósmicos, por la radioactividad del ambiente, o incluso por nuestros cuerpos. Parece increíble pero nuestros cuerpos tienen suficiente radiación para interferir el experimento. Por eso van al interior de las minas en busca de una suerte de silencio ambiental que les permita oír la partícula de materia oscura cuando impacte en el detector.

Fui a ver uno de estos experimentos... en realidad esto es... apenas puede verse, esto se debe a que allí está todo oscuro. Es una caverna de mineros abandonada que dejaron esta mina en 1960. Y luego llegaron los físicos y empezaron a usarla a mediados de los años 80. Los mineros, a principios del siglo pasado, trabajaban literalmente a la luz de las velas. Hoy esto es lo que se ve dentro de la mina a 800 metros bajo tierra. Este es uno de los laboratorios subterráneos más grande del mundo. Y, entre otras cosas, están buscando materia oscura.

Hay otra manera de buscarla y es indirectamente. Si hay materia oscura en el Universo, en nuestra galaxia, entonces estas partículas deberían colisionar y producir otras partículas que sean conocidas... como los neutrinos. Y los neutrinos pueden detectarse por la estela que dejan cuando impactan en las moléculas de agua. Cuando un neutrino golpea una molécula de agua emite una especie de luz azul, un destello azul. Buscando esta luz básicamente se puede entender algo del neutrino y luego, en forma indirecta, algo de la materia oscura que pudo haber creado ese neutrino. Pero se necesitan grandes volúmenes de agua para lograrlo. Hacen falta decenas de megatones de agua, casi un gigatón de agua, para poder atrapar al neutrino. ¿En qué lugar del mundo se puede encontrar tanta agua? Bueno, los rusos tienen una cisterna en su patio de atrás.

Este es el lago Baikal. Es el lago más grande del mundo. Mide 800 km de largo. Tiene unos 40 ó 50 km de ancho en casi todos lados y de 1 a 2 km de profundidad. Los rusos están construyendo detectores que sumergen a un kilómetro bajo la superficie del lago para poder ver los destellos de luz azul. Esta es la escena que me recibió cuando aterricé allí. Este es el lago Baikal en pleno invierno siberiano. El lago está completamente helado. Y la línea de puntos negros que ven en el fondo es el campamento sobre el hielo donde trabajan los físicos. La razón por la que trabajan en invierno es que no tienen el dinero para trabajar en verano y primavera y, si lo tuvieran, necesitarían barcos y sumergibles para hacer el trabajo. Por eso esperan hasta el invierno, cuando el lago está completamente helado, y usan este hielo de un metro de espesor para establecer el campamento y hacer su trabajo.

Estos son los rusos trabajando en el hielo, en pleno invierno siberiano. Tienen que perforar hoyos en el hielo, sumergirse en el agua helada; agua muy, muy fría, para recuperar los detectores, llevarlos a la superficie, hacerle las reparaciones y mantenimiento necesarios, volverlos a colocar y marcharse antes que el hielo se derrita. Porque esta fase de hielo sólido dura 2 meses y está llena de grietas. Tienen que pensar que hay un lago similar a un mar que se mueve debajo. Todavía no entiendo a este ruso que trabaja con el torso desnudo; eso nos dice lo arduo que es su trabajo. Estas personas, un puñado de personas, han estado trabajando 20 años en busca de partículas que pueden existir o no. Y le han dedicado sus vidas a esto. Y sólo para darles una idea han gastando 20 millones en 20 años. Son condiciones muy difíciles. Trabajan con un presupuesto mínimo. Los baños son literalmente hoyos en el suelo dentro de una cabaña de madera. Es muy rudimentario pero lo hacen cada año.

Pasemos de Siberia al desierto de Atacama en Chile para ver el denominado "Telescopio Muy Grande". El Telescopio Muy Grande; así son los astrónomos, llaman a sus telescopios con nombres poco creativos. Puedo asegurarles que al próximo que están planeando lo llamarán "Telescopio Extremadamente Grande". (Risas) Y no lo van a creer pero al que le sigue a ese le van a llamar "Telescopio Abrumadoramente Grande". Pero, no obstante, se trata de una pieza extraordinaria de ingeniería, Son 4 telescopios de 8,2 metros. Estos telescopios, entre otras cosas, se están usando para estudiar cómo cambia la expansión del Universo con el tiempo. Y cuanto más entendamos eso mejor entenderemos de qué se trata esta energía oscura que constituye el Universo.

Y, antes de pasar a otro telescopio, quisiera mostrarles otra maravilla de la ingeniería: el espejo. Cada espejo, hay 4 en total, está hecho de una pieza de vidrio, una pieza monolítica de cerámica de alta tecnología, nivelada y pulida con tanta precisión que la única manera de entender de qué se trata es imaginar una ciudad como París con todos sus edificios y la Torre Eiffel. Si aplanáramos París con esa precisión lo único que quedaría serían protuberancias de un milímetro. Ese es el tipo de pulido de estos espejos. Es un conjunto extraordinario de telescopios. Esta es otra vista de lo mismo. La razón por la que hay que construir estos telescopios en lugares como el desierto de Atacama se debe a la gran altitud del desierto. El aire seco es muy bueno para los telescopios y el nivel de las nubes está por debajo de la cima de esta montaña por lo que el telescopio tiene unos 300 días de cielo despejado.

Para terminar quiero llevarlos a la Antártida. Yo quisiera pasar la mayor parte del tiempo en esta parte del mundo. Esta es la última frontera de la cosmología. Algunos de los experimentos más asombrosos, de los experimentos más extremos, tienen lugar en la Antártida. Fui allí para ver algo llamado "vuelo de globo de larga duración" que, básicamente, transporta telescopios e instrumentos hasta la capa superior de la atmósfera, la estratósfera superior, a 40 km del suelo. Allí realizan los experimentos y luego el globo con su carga, vuelve a tierra. Allí estamos nosotros aterrizando en la barrera de Ross en la Antártida. Ese es un avión de carga C-17, de EE.UU., que nos transportó desde Nueva Zelanda hasta McMurdo en la Antártida. Aquí estamos a punto de subir al autobús. No sé si pueden leer las inscripciones pero dice: "Iván el Terribús". Y en eso nos vamos a McMurdo.

Esta es la escena que nos recibe en McMurdo. Apenas puede entenderse el porqué de esta cabaña ahí. La cabaña fue construida por Robert Falcon Scott y sus hombres cuando llegaron por primera vez a la Antártida en su primera expedición al Polo Sur. Debido al frío que hace todo en la cabaña quedó como ellos lo dejaron con los restos de la última comida que cocinaron. Es un lugar extraordinario. Esta es McMurdo. Unas mil personas trabajan aquí en verano y cerca de 200 en invierno cuando está completamente oscuro durante 6 meses.

Estuve aquí para ver el lanzamiento de este tipo particular de instrumento. Es un experimento de rayos cósmicos lanzado hacia la estratósfera superior a una altitud de 40 km. Quiero que piensen que esto pesa 2 toneladas. O sea, se usa un globo para llevar algo que pesa 2 toneladas hasta una altitud de 40 km. Los ingenieros, los técnicos, los físicos, han tenido que montar todo sobre la barrera de Ross porque la Antártida (no voy a entrar en detalles) es uno de los mejores lugares para lanzar este tipo de globos, salvo por el clima. El clima, como pueden imaginar... eso es en verano y hay 60 metros de hielo. Hay un volcán atrás que tiene glaciares en la cima. Y lo que tienen que hacer es montar todo el globo -la tela, el paracaídas, todo- sobre el hielo y luego inflarlo con helio. Ese proceso lleva unas 2 horas.

El clima puede cambiar en medio del ensamblaje. Por ejemplo, aquí están extendiendo el globo que más tarde va a ser llenado de helio. Esos dos camiones que ven al fondo transportan 12 tanques de helio comprimido. Ahora bien, si el clima cambia antes del lanzamiento tienen que volver a poner todo en las cajas y llevarlo de nuevo a la base McMurdo. Este globo en particular, dado que tiene que cargar con 2 toneladas de peso, es extremadamente grande. La tela sola pesa 2 toneladas. Para minimizar el peso es muy fina, tan fina como una bolsa de sándwich. Y si tienen que volverla a guardar hay que ponerla en cajas y saltarle encima para que vuelva a entrar en la caja (salvo que la primera vez donde lo hicieron fue en Texas). Aquí, no pueden hacerlo con los zapatos que llevan puestos así que se los tienen que quitar y entrar descalzos a las cajas con ese frío paa hacer ese tipo de trabajo. Eso muestra la dedicación de estas personas.

Aquí vemos el globo mientras se llena de helio y pueden ver que es algo muy hermoso. Esta es la escena que nos muestra el globo y la carga de punta a punta. A la izquierda se está llenando el globo con helio y la tela llega hasta el medio donde se encuentran la electrónica y los explosivos conectados a un paracaídas el cual está conectado a la carga. Recuerden que toda esa instalación la hacen estas personas en un frío extremo, a temperaturas bajo cero. Llevan puesto unos 15 kilos de ropa y materiales pero para hacer eso tienen que quitarse los guantes. Quisiera compartir con Uds. un lanzamiento.

(Video) Radio: Bueno, lancen el globo, lancen el globo, lancen el globo.

Anil Ananthaswamy: Quisiera terminar con dos imágenes. Este es un observatorio en el Himalaya, en Ladakh, India. Lo que quiero que vean aquí es el telescopio de la derecha. En el extremo izquierdo hay un monasterio budista de 400 años. Este es un primer plano del monasterio budista. Me impresionó la yuxtaposición de estas dos enormes disciplinas de la Humanidad. Una explora el cosmos desde el exterior y la otra explora nuestro ser interior. Ambas necesitan algún tipo de silencio.

Lo que me impresionó fue que a cada lugar al que fui a ver estos telescopios los astrónomos y cosmólogos buscan cierto tipo de silencio, sea silencio de contaminación de radio o de luz, o lo que sea. Es muy obvio que si destruimos estos lugares de la Tierra nos quedaremos con un planeta que no podrá mirar hacia el exterior porque no vamos a poder entender las señales provenientes del espacio.

Gracias.

(Aplausos)