Robert W. Wilson, un nobel a Granada
Les activitats de l’Any Internacional de l’Astronomia m’han suposat molta faena amb tots els actes, conferències, exposicions i observacions populars que hem organitzat i que els lectors d’aquest bloc han pogut seguir però m’han reportat també, és clar, moltes satisfaccions.
Si el novembre obriem les activitats de l’Any a la Universitat de València amb la visita i conferència multitudinària de George Smoot, Nobel de Física 2006, el que descobrí les anisotropies de la radiació de fons de l’Univers, el passat dissabte vaig conéixer personalment Robert W. Wilson, guardonat amb el premi Nobel de Física 1978, per justament descobrir aquesta radiació que impregna tot l’Univers.
Els actes de finalització de l’Any Internacional de l’Astronomia a nivell de l’estat es van realitzar a Granada. I allí vaig escoltar la conferència d’un dels astrònoms vius més influents de l’astronomia del segle XX. Robert W. Wilson, juntament amb Arno Penzias, van donar la primera prova experimental que l’univers actual prové d’una explosió inicial calenta.
Segueix…
La idea que ha tingut la humanitat sobre com és l’Univers ha anat variant al llarg dels segles. Si a l’època clàssica i l’edat mitjana l’Univers era equivalent al sistema solar en el qual la Terra era al seu centre, Copèrnic i sobretot els descobriments de Galileo, portaren a pensar en un univers heliocèntric amb el Sol regint les òrbites planetàries.
El descobriment per Hubble als anys vint del segle XX que moltes de les nebuloses visibles eren en realitat altres galàxies independents de la nostra va eixamplar el nostre univers fins a límits fora de la comprensió intuitiva humana.
Tanmateix Einstein mateix va introduir la Constant Cosmològica a les seues equacions de la Relativitat General per permetre un univers estàtic, sense principi ni fi només per raons estètiques.
Aquest era el sentir de molts dels astrònoms d’aquell moment. L’univers sempre era igual i com a molt, si evolucionava, s’anava creant matèria i destruint, en el que s’anomenà la Teoria de l’Estat Estacionari. Els científics Bondi, Gold i el més conegut Hoyle eren els principals valedors d’aquest model.
Tanmateix, l’estudi del moviment de les galàxies va permetre a Hubble concloure que aquestes s’allunyen unes d’altres, en el que s’anomena expansió de l’Univers. Aquesta expansió havia de provindre d’un moment anterior en el que la matèria i l’energia estiguera tota concentrada, el moment de l’explosió inicial o Big Bang.
En un principi, la matèria i l’energia formaven una mena de sopa, on les partícules formades, protons, electrons, fotons, etc.. estaven tan junts i amb tanta energia que no es podien formar cap àtom estable. Fins que la temperatura no va baixar fins a uns 3000 graus no va ser possible que els protons i els electrons s’ajuntaren per formar els primers àtoms d’hidrogen. Els fotons de llum, ja lliures, pogueren escapar i ja sense xocar amb les altres partícules inundaren tot l’Univers de llum d’alta energia. És el que rep el nom del Desacoblament i ocorregué quan l’Univers tenia uns 380 000 anys de vida.
Aquesta primera llum de l’Univers ha viatjat durant els últims 13700 milions anys i com l’Univers mateix s’ha anat refredant, minvant la seua energia. Aquesta llum fòssil té ara una temperatura de 3 K (-270 ºC) i és pot detectar en qualsevol direcció de l’Univers.
El descobriment d’aquesta radiació extremadament freda va ser obra de Robert W. Wilson i Arno Penzias, dos físics i radioastrònoms, que l’observaren de manera accidental, a la seua antena de l’empresa Bell Labs a Holmdel, New Jersey, l’any 1965.
Aquests experimentats astrònoms, que havien fet les seues tesis doctorals en altres antenes, estudiant les emissions en ràdio de la nostra galàxia, treballaven en una empresa privada que estava interessada en les comunicacions per satèl·lit. Els primers satèl·lits Echo eren simplement enormes globus inflats que reflectien les ones de ràdio. L’interés de l’empresa era conèixer l’efecte de la Galàxia sobre les comunicacions i com minimitzar-ne l’efecte.
Bob Wilson, que havia estudiat amb Hoyle, i com va dir a la conferència, “m’agradava la teoria de l’estat estacionari“, juntament amb Arno Penzias, van estar provant una antena nova, la famosa antena Holmdel Horn a New Jersey (foto), construïda per al projecte del satèl·lit Echo. Estudiaven la font de ràdio més intensa de la Galàxia, Cassiopeia A (Cas A) i sempre trobaven un excés de soroll o radiació extra. Res a l’equip o a l’entorn no ho explicava.
És ben coneguda l’anècdota que els científics també hagueren de traure de l’antena un niu de coloms i netejaren les seues cagades no fora cas que foren els responsables de l’excés de radiació en les mesures. Però res a fer. El soroll extra era persistent.
Repassaren totes les juntes d’alumini de l’antena per veure si les mesures eixien més netes però res de res. L’excés de radiació estava sempre ahí.
A final no van tindre més remei que demanar ajuda a Robert H. Dicke de Princeton que confirmà amb els seus col·laboradors el descobriment i li donà l’explicació teòrica.
La publicació dels articles de Dicke i col·laboradors i de Penzias i Wilson van ser una autèntica bomba. El New York Times publicava en primera pàgina el descobriment. Com va dir Robert Wilson a la xerrada: “Es prenien seriosament la cosmologia!“.
La confirmació de la radiació fòssil de l’origen de l’Univers va arribar molt ràpidament. I els honors també. El 1978 Penzias i Wilson reberen el premi Nobel de Física.
Tanmateix Wilson va reconéixer que “la ciència no sempre funciona com els llibres de text diuen. Fins a cinc vegades van estar a punt de descobrir la radiació de fons de l’Univers abans que nosaltres”, va reconéixer. “I si algun d’aquests grups hagués reeixit aleshores jo no estaria ara ací.”
Amb aquest descobriment la Teoria de l’Estat Estacionari estava ja tocada de mort i ja no va tornar a aixecar el cap.
El coneixement de la radiació de fons ha fet molts avanços des d’aleshores amb satèl·lits dedicats a aquesta finalitat com el COBE de George Smoot, el WMap o el Planck llençat el passat mes de maig. Però això ja és una altra història.
Vaig tindre l’oportunitat de parlar una mica amb el premi Nobel Robert Wilson i expressar-li la meua admiració pel seu treball. Es va mostrar molt amable i amb bon sentit de l’humor. Gràcies Bob, per fer-nos entendre una mica millor l’Univers.
Web de l’Any Internacional de l’Astronomia. Entrevista a Robert W. Wilson.
Fotos:
1. Organització de l’Any Internacional
2. Durant la xerrada. Enric Marco
3. Posant amb Robert Wilson. Enric Marco