Queridos lectores, fieles compañeros del farol y del baloncesto, Hay días en que retumba la tormenta, en que las palabras chocan, en que las pasiones encienden las páginas. El último exabrupto que publiqué provocó muchas reacciones y comprendí, con un toque de tristeza, que ciertos temas requieren una prudencia que sólo quien los vive desde dentro puede verdaderamente poseer. Sólo soy un astrónomo suizo, un observador de las estrellas. No soy americano. Y para hablar de Estados Unidos, de sus heridas, de sus enojos, uno debe ser estadounidense, o al menos estar empapado de ellos. Pero quiero que sepan esto, desde el fondo de mi corazón: amo a Estados Unidos. Los amo por lo que han sido, por lo que todavía son en los corazones de millones de sus ciudadanos, por ese sueño de libertad y justicia que llevaron tan alto durante tanto tiempo. Amo su música, su literatura, su cine, su audacia, su generosidad. Y espero sinceramente que se recuperen. Que pasarán por esta noche, como han pasado por tantas otras, y encontrarán el camino de regreso a la luz. Si mi arrebato lastimó a alguien, pido disculpas. Esa no era mi intención. No quería añadir dolor a dolor, ni ira a ira. Sólo quería decir, a mi manera, que las cosas podrían ser diferentes y que la verdad merecía ser defendida. Pero sé que las palabras a veces superan al pensamiento y que la pasión puede herir. Entonces, perdóname. Porque después de la lluvia llega el buen tiempo. Después del ruido, silencio. Después del desgarro, la contemplación. La astronomía no es un escape. Es un regreso. Un retorno a la belleza, a la verdad, a lo que nos une en lugar de dividirnos. Es esa linterna que encendemos cuando la casa se oscurece demasiado. Y esta noche nos lleva hacia lo más antiguo que podemos ver. Una luz que ha viajado durante trece mil ochocientos millones de años antes de llegar a nuestros detectores. Una luz nacida en un universo aún ardiendo, aún opaco, aún sin estrellas, sin galaxias, sin planetas. Una luz fósil que nos llega desde todas direcciones a la vez, como un murmullo desde el principio. Esta noche hablaremos del fondo cósmico de microondas. 1. El ruido que venía del cielo La historia comienza en 1964, en Nueva Jersey, en una tranquila colina. Dos ingenieros, Arno Penzias y Robert Wilson, trabajaban para los Laboratorios Bell. Tenían en sus manos una antena en forma de bocina, diseñada para comunicaciones por satélite. Pero había un problema: la antena captaba un ruido de fondo, un silbido bajo y persistente, sin importar en qué dirección apuntara. Un ruido que viene de todas partes, no de un solo punto del cielo. Intentaron todo para deshacerse de él. Revisaron los cables, apretaron las conexiones, enfriaron los circuitos. Nada. El ruido permaneció. Incluso encontraron un par de palomas anidando en la antena, y limpiaron los excrementos con mucho cuidado, pensando que habían encontrado la fuente. Nada. El ruido permaneció, tenaz, cósmico. A unas decenas de kilómetros de distancia, en Princeton, un grupo de físicos teóricos liderados por Robert Dicke buscaba exactamente esa señal. Habían predicho que si se hubiera producido el Big Bang, debería quedar una radiación residual, un calor fósil, enfriado por la expansión del universo. Penzias y Wilson acababan de descubrirlo sin saberlo. Ese ruido era el fondo cósmico de microondas. La primera luz del universo. En 1978 recibieron el Premio Nobel por este descubrimiento. 2. Una luz nacida en la opacidad Para entender esta luz, debemos viajar en el tiempo. Al principio, el universo era un plasma ardiente, un océano de partículas cargadas, electrones y protones, tan denso y tan caliente que la luz no podía atravesarlo. Los fotones rebotaban interminablemente en los electrones libres, como canicas en la niebla. El universo era opaco. La luz fue encarcelada. Luego, unos 380.000 años después del Big Bang, la temperatura cayó por debajo de los 3.000 kelvin. Los electrones se combinaron con los protones para formar los primeros átomos de hidrógeno. Esto es lo que llamamos recombinación. De repente, la materia se volvió neutral y la luz pudo viajar libremente. El universo se volvió transparente. Esa primera luz liberada es el fondo cósmico de microondas. Partió de todas partes a la vez y sigue viajando. En ese momento brillaba en el rango visible, con un brillo anaranjado, como una puesta de sol cósmica. Pero la expansión del universo lo ha estirado, enfriado y desplazado. Hoy en día ya no se encuentra en el rango visible: se encuentra en el dominio de las microondas, a una temperatura de 2,7 kelvin por encima del cero absoluto. Es la fotografía más antigua del universo, tomada por el propio universo. 3. ¿Cómo sabemos que fueron 380.000 años después del Big Bang? A menudo me hacen esta pregunta y es fundamental. ¿Cómo podemos afirmar que esta luz fue emitida 380.000 años después del Big Bang? La respuesta se puede resumir en una frase: la física del hidrógeno. Sabemos, gracias a experimentos de laboratorio, a qué temperatura un plasma de hidrógeno se combina formando átomos neutros. Ésa es la temperatura de recombinación: unos 3.000 kelvin. Por encima de esa temperatura, los electrones están libres y la luz queda atrapada. Debajo, los electrones se unen a los protones y la luz escapa. Ahora medimos hoy la temperatura del fondo cósmico de microondas: 2,7 kelvins. También sabemos que el universo se está expandiendo y que la longitud de onda de la luz se extiende en proporción a esa expansión. La relación entre la temperatura de recombinación (3.000 K) y la temperatura actual (2,7 K) es de aproximadamente 1.100. Eso significa que el universo se ha expandido en un factor de 1.100 desde que se emitió esa luz. Entonces debemos retroceder en el tiempo. Las ecuaciones de la cosmología, basadas en la relatividad general y la densidad medida del universo, nos dicen cómo ha evolucionado la expansión. Podemos calcular en qué momento el universo era 1.100 veces más pequeño de lo que es hoy. La respuesta surge: unos 380.000 años después del Big Bang. Este cálculo se verifica con otros métodos, en particular la abundancia de elementos ligeros producidos por la nucleosíntesis primordial. Así datamos la luz más antigua del universo, con notable precisión. 4. ¿Qué representa esa imagen? El Volumen Interior A menudo me preguntan: “¿Qué representa esa imagen ovalada, con sus manchas azules y naranjas?” Intentaré explicarlo de forma sencilla. iqueScience et Vie Mag Imagine una inmensa esfera hueca, con nosotros en su centro. Esa esfera es la superficie de la última dispersión. Se encuentra a 13.800 millones de años luz de nosotros, en todas direcciones. Los fotones del fondo cósmico de microondas que nos llegan hoy fueron emitidos en esa esfera hace 13.800 millones de años, cuando el universo se volvió transparente. Esa esfera no es un muro físico. Es un límite de visibilidad: más allá de él, la luz no puede alcanzarnos, porque el universo era opaco. Es el horizonte de nuestro universo observable. La imagen del fondo cósmico de microondas es, por tanto, un mapa de esa esfera, proyectado sobre un plano, del mismo modo que un globo terráqueo se aplana para formar un mapa mundial. Las manchas de color representan pequeñas diferencias de temperatura, del orden de una millonésima de grado. Las regiones ligeramente más cálidas, en rojo anaranjado, eran un poco más densas; las regiones un poco más frías, en azul, un poco menos densas. Estas fluctuaciones son las semillas de todas las estructuras del universo. Pero tenga cuidado: la superficie de la última dispersión no contiene todo el universo. Sólo encierra el universo observable, ese volumen interior en cuyo centro nos encontramos. Y ese volumen es inmenso, pero finito. El universo mismo puede ser infinito, mucho más allá de ese horizonte. Entonces, cuando miras la imagen del fondo cósmico de microondas, no estás viendo una fotografía del universo. Estás viendo la pared interior de una burbuja de luz fósil, en cuyo centro nos encontramos. Una burbuja que lleva en su interior todas las ondas del universo recién nacido, susurrándonos de dónde venimos. 5. Ondas primordiales: las semillas de las galaxias Que la luz no es perfectamente uniforme. Lleva en su interior pequeñas variaciones de temperatura, ondas del orden de una millonésima de grado. Estas fluctuaciones son huellas de diferencias de densidad en el plasma primordial. Algunas regiones eran un poco más densas, otras un poco menos. Y esos grupos, esas semillas, se convirtieron, bajo la influencia de la gravedad, en las galaxias y los cúmulos de galaxias que vemos hoy. Los satélites COBE, WMAP y luego Planck mapearon estas ondas con una precisión increíble. El mapa del fondo cósmico de microondas es una de las imágenes más importantes de la historia de la ciencia. Muestra el universo bebé, de 380.000 años de edad, con sus defectos, sus fluctuaciones, sus promesas. Es nuestro retrato familiar. Analizando el tamaño de estas fluctuaciones, los cosmólogos han medido la curvatura del universo, la cantidad de materia ordinaria, materia oscura, energía oscura e incluso la edad del universo: 13,8 mil millones de años. El fondo cósmico de microondas es un tesoro de información. Es un libro abierto sobre el origen de todo. 6. La tensión del Hubble: el misterio que acecha Y aquí nuestra historia se une a la de la tensión del Hubble. Los datos del satélite Planck, que mide el fondo cósmico de microondas, arrojan un valor de la constante de Hubble de unos 67 kilómetros por segundo por megaparsec. Pero las mediciones realizadas con cefeidas y supernovas, en el universo cercano, dan alrededor de 73. Dos números incompatibles, dos métodos, dos épocas. ¿Por qué este desacuerdo? Quizás nuestro modelo cosmológico esté incompleto. Quizás la energía oscura esté evolucionando. Quizás exista una nueva física. El fondo cósmico de microondas, esa luz nacida en los albores de los tiempos, nos susurra que no lo sabemos todo. Es a la vez nuestra mejor evidencia del Big Bang y nuestra mayor fuente de preguntas. 7. La lección del vigilante Estimados lectores, el fondo cósmico de microondas es mucho más que ruido de fondo. Es la huella del comienzo. Es la prueba de que el universo tuvo una infancia, caliente, densa, luminosa, y que esa infancia aún hoy es visible, si sabemos escuchar. Cuando enciendes tu televisor en un canal vacío, parte de la estática que ves en la pantalla es el fondo cósmico de microondas. Ese ruido de hormiga, ese silbido, es el Big Bang que llama a tu puerta. No puedes oírlo, pero puedes verlo. El universo os habla desde trece mil ochocientos millones de años de distancia. Te dice: “Yo estuve allí y todavía estoy aquí”. Así que después de la lluvia, buen tiempo. Después del enfado, la maravilla. Tras el ruido del mundo, el silencio de las estrellas. Y en ese silencio, una promesa: la luz del comienzo nunca ha dejado de llegarnos. Está ahí, a nuestro alrededor, dentro de nosotros, como un recuerdo del amanecer. Dejé mi linterna. Parpadea suavemente, como la luz fósil que llena la noche. El baloncesto está en su lugar. Y pienso en Penzias y Wilson, en sus palomas, en esa antena que captó el comienzo. A veces, los mayores descubrimientos llegan a quienes no buscan, sino que saben escuchar. Gracias, queridos amigos, por traerme de regreso a las estrellas. Es aquí, a la luz de los fósiles, donde nos sentimos más a gusto. Y pase lo que pase, el cielo siempre nos está esperando. Friendly François Las nebulosas más bellas de los universos Las galaxias más bellas: varias historias Una oración por la misericordia y la justicia Episodio 1: La nebulosa del Cangrejo Episodio 1, La Vía Láctea, nuestra isla de luz Érase una vez: El nacimiento de una estrella Agujeros negros, Sagitario A*, multiversos y viajes en el tiempo: La verdad detrás del mito Episodio 2: La nebulosa del Águila y los pilares de la creación Episodio 2. 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