• “Es un momento espléndido para ser astrofísico, porque logramos explicar lo que vemos con un modelo simple. Pero, además, lo que vemos es un universo maravillosamente extraño, en el que la materia que conocemos supone sólo el 5% de lo que hay. Es emocionante”, dice Spergel.
• Spergel es el principal investigador teórico del telescopio espacial WMAP, de la NASA, y ha tenido por tanto un papel clave en uno de los hallazgos más importantes de la ciencia moderna.
• Spergel está “preocupado” con la situación de la ciencia en España: “Hace tres años era uno de los países donde más rápido avanzaba la ciencia (…) Ahora  me preocupa que sea una oportunidad perdida”.

.- “Nuestro universo es asombrosamente simple”, asegura David Spergel, astrofísico de la Universidad de Princeton (EEUU), y sin embargo “aún no podemos explicar su origen”. Spergel es uno de los protagonistas de la actual “era dorada de la cosmología”, en la que los científicos han logrado por fin determinar la edad, la composición y la forma del universo –lo que a su vez decide su destino-. Pero quedan aún muchas preguntas por responder. Sobre ellas, y sobre las herramientas disponibles para resolverlas en los próximos años, habló Spergel  en su conferencia La fotografía del universo-bebé, en la Fundación BBVA, en Madrid.

“Estamos en un momento realmente emocionante en cosmología”, ha dicho Spergel. En las últimas décadas se ha avanzado más que en muchos siglos en el conocimiento sobre cómo nació y evolucionó el cosmos, gracias a telescopios como el satélite WMAP, de la NASA, del que Spergel es el principal investigador teórico.

Con WMAP se ha logrado medir con alta precisión los parámetros que definen el universo, y que son sólo seis -de ahí la simpleza que sorprende a Spergel-: “Tenemos un modelo cosmológico simple, con sólo seis parámetros, que encaja con todas las observaciones cosmológicas”, dice Spergel.

“Las medidas de WMAP han inaugurado la era de la cosmología de precisión, y han tenido un impacto enorme en la astronomía, la cosmología y la física”, dice Spergel. “En conjunto, hemos medido los parámetros que definen el cosmos 30.000 veces mejor que los instrumentos anteriores”. Uno de estos parámetros es la edad del universo, que según se ha determinado con los datos de WMAP es de 13.700 millones de años.

Otros parámetros son la densidad de la materia del tipo que conocemos –la llamada materia ‘bariónica’- y de la materia oscura, un tipo de materia de naturaleza aún desconocida. Gracias a que WMAP ha medidos estos parámetros se sabe que la materia de la que estamos hechos es apenas un 5% de todo lo que hay. El resto es en un 23% materia oscura y en un 72% energía oscura, el ingrediente mayoritario del universo y que hoy en día constituye un auténtico misterio.

“Tiene que haber un tipo de partícula elemental que aún no hemos detectado y que integra la materia oscura”, ha dicho Spergel. “Nuestro cuerpo podría estar compuesto de miles de millones de partículas que aún no conocemos”.

¿Brechas en la teoría de la relatividad general?

En cuanto a la energía oscura, la responsable de que el universo se esté expendiendo cada vez más rápido –el hallazgo premiado este año con el Nobel-para Spergel es prioritario aclarar “si su existencia es un indicio de que la teoría de la relatividad general no funciona, como mucha gente empieza a creer”.

Para averiguar si la existencia de la energía oscura es indicio de que hay una brecha en la teoría de la relatividad general de Einstein, los astrofísicos necesitan medir durante la próxima década cómo está distribuida la materia a gran escala en el universo. Spergel explicó que lo harán con nuevos instrumentos que multiplicarán por diez la precisión de los datos hoy disponibles.

Otro resultado reciente que, de confirmarse, pondría patas arriba nuestro concepto del cosmos es el obtenido en el experimento OPERA, en Italia, respecto a la velocidad de los neutrinos. Spergel cree que se están “haciendo las cosas bien”, es decir, comprobando todos los aspectos del experimento, y afirma está “dispuesto a  apostar” que se detectarán errores en las medidas. En su opinión no habrá que esperar más de un año para ello.

Apoyo a la ciencia en tiempos de crisis

Spergel ha enfatizado la necesidad de mantener las inversiones en educación y en ciencia en la actual época de crisis: “No vamos a competir con India y China, donde más rápidamente está creciendo la ciencia ahora, a base de fabricar ropa barata. Tenemos que competir en lo que ya tenemos ventaja, que es la ciencia y la tecnología. Y no podemos olvidar que la inversión en ciencia es a largo plazo”.

Spergel, que colabora con grupos de investigación en Cataluña, se ha referido en concreto a la situación de la ciencia en España: “Hace tres años hubiera dicho que España era uno de los países donde más rápido está avanzando la ciencia. Ahora, estoy preocupado. España es uno de los países donde más se está sintiendo la crisis.  Y me preocupa que el avance de la ciencia en España sea una oportunidad perdida”.

Neutrinos y una barra en la Vía Láctea

Spergel ha contado que trabajar en WMAP es su “experiencia científica más grandiosa (…). Me siento muy afortunado por haber podido estudiar los primeros momentos de la vida del universo”.

Hijo de un físico de partículas, Spergel se interesó por la astronomía desde pequeño. La investigación en cosmología llegó de modo natural: “Los cosmólogos se plantean preguntas profundas, del tipo ¿cómo empezó el universo? ¿Cuál es su forma y tamaño?, y tratan de responderlas con una combinación de estudio teórico y de observación. ¡Es muy divertido!”, dice.

Tras licenciarse en Princeton Spergel pasó un año en Oxford y se doctoró después en Harvard. Su tesis versaba sobre las firmas que deja la materia oscura y que pueden facilitar su estudio. Volvió a Princeton, al Instituto de Estudios Avanzados, de la mano del prestigioso John Bahcall. En este centro Spergel viviría un acontecimiento que ha hecho avanzar mucho la astrofísica moderna: la explosión de la supernova 1987A, en una galaxia satélite de la Vía Láctea, la Gran Nube de Magallanes. Es la supernova más cercana observada desde 1604 -fue visible a simple vista-, y permitió comprobar que estas explosiones estelares emiten neutrinos, un tipo de partículas sin masa: “La supernova 1987A hizo que pasara gran parte del tiempo pensando en la primera detección de neutrinos procedentes de una fuente distinta del sol”, ha contado Spergel.

Su siguiente área de estudio fue la estructura de las galaxias. Spergel es uno de los descubridores de que la Vía Láctea es una galaxia barrada, es decir, tiene una banda central de estrellas que la atraviesa por entero.

Una luz nacida poco después del ‘big bang’

En 1994 Spergel empezó a trabajar en WMAP, en lo que considera “la mayor oportunidad científica de mi carrera”. Este telescopio, lanzado en 2001, es el segundo creado para analizar la radiación de fondo de microondas que llena todo el cosmos. Es una luz hoy invisible para el ojo humano –no para un detector de microondas- que fue emitida unos 300.000 años después del big bang, y que contiene mucha información sobre el momento en que el universo empezó su expansión. Para analizarla los telescopios barren todo el cielo midiendo su temperatura –la del cielo-, en busca de diferencias infinitesimales. En esas diferencias está la información necesaria para entender el cosmos. WMAP puede detectar variaciones de temperatura de incluso una parte en un millón.

El origen sigue siendo un misterio

Los datos de WMAP han confirmado también que en los primeros instantes el universo se expandió muy rápidamente, a velocidad superior a la de la luz, en un proceso llamado inflación.

Pero queda mucho por aclarar sobre todo esto. “El modelo estándar [el big bang] resuelve muchas de nuestras preguntas, pero no explica el origen del universo”, dice Spergel; “no explica por qué hay algo en lugar de nada”.

Estas lagunas sólo pueden responderse con más observaciones, por eso los astrofísicos cuentan ya con otro telescopio espacial, Planck, de la Agencia Espacial Europea (ESA), midiendo la radiación cósmica de microondas. “Planck es diez veces más sensible que WMAP, y pronto hará públicas sus medidas. ¿Nos seguirá bastando entonces un modelo tan simple para explicar los datos? ¿Dirá Planck algo sobre la materia oscura y la energía oscura? ¿Detectará las ondas gravitacionales que predicen los modelos inflacionarios? Estas son algunas de las preguntas que esperamos poder resolver cuando tengamos los nuevos datos”, señala Spergel.

David Spergel ocupa actualmente la cátedra Charles Young de Astronomía en la Universidad de Princeton. Autor de más de 225 publicaciones en revistas científicas de alto impacto, ha sido maestro de más de cuarenta estudiantes de doctorado o postdoctorales. Ha recibido la Beca MacArthur «Genius» la Beca Sloan, el Premio Presidencial de Jóvenes Investigadores y el Premio Shaw de Astronomía. Es miembro de la Academia Nacional de Ciencias estadounidense. En 2001 la revista Time lo incluyó en la lista de principales científicos estadounidenses.

Ciclo ‘La ciencia y el cosmos’

La conferencia de David Spergel  se inscribe en el ciclo La ciencia del cosmos, la ciencia en el cosmos, que repasa las cuestiones más candentes de la investigación astrofísica actual de la mano de científicos de tanto prestigio como el catedrático emérito de Física Teórica en la Universidad de Caltech (EEUU) Kip Thorne o los premios Nobel de Física James Cronin y Gerard ‘t Hooft –que impartirá su conferencia el próximo 7 de noviembre-.

En las conferencias se analiza el cosmos como objeto de investigación por sí mismo, pero también como laboratorio en el que experimentar fenómenos físicos en condiciones imposibles de reproducir en la Tierra. La ciencia del cosmos, la ciencia en el cosmos, está coordinado por Ana Achúcarro, catedrática de Física Teórica de la Universidad de Leiden (Holanda) y de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU).