Se dice popularmente que la curiosidad es el inicio de todo conocimiento. Y decía Albert Einstein que el estudio no debía ser visto como una obligación, sino como una oportunidad para entrar en el maravilloso y fascinante universo del saber. Ambas ideas describen perfectamente lo que para Miguel Alcubierre (Ciudad de México, 1964) han sido las bases de su prolífica carrera científica, misma que lo ha llevado a dar grandes aportaciones en el mundo de la investigación.
Miguel Alcubierre dando una conferencia, autor de una de las teorías físicas más importantes sobre cómo viajar más rápido que la velocidad de la luz
Son muchos los motivos que le valen el innegable reconocimiento a este físico teórico mexicano, que entre 2012 y 2020 ostentó el cargo de director del Instituto de Ciencias Nucleares de la Universidad Nacional Autónoma de México, pero, sin duda alguna, es el modelo matemático que lleva su nombre lo que le brindó un lugar en el podio de la investigación científica global. Hablamos de la métrica Alcubierre, publicada en la reconocida revista Classical and Quantum Gravity, un modelo con el que propuso que es posible viajar más rápido que la velocidad de la luz sin violar la relatividad general (de acuerdo con ésta, nada en el espacio tiene la capacidad de viajar a mayor velocidad que la antes mencionada).
Trabajó en el Max Planck Institute for Gravitational Physics, en Posdam, Alemania, en investigaciones que nos han ayudado a comprender la física de los agujeros negros. Después, ya a partir de 2002, ha coordinado trabajos acerca de la relatividad numérica para proponer soluciones a las famosas ecuaciones físicas que postuló Einstein.
En definitiva, son años de estudio que lo llevaron a desarrollar esta aportación, así como su paso por prestigiosas universidades como la casa de estudios donde hoy labora, además de la galesa de Cardiff en la cual se doctoró; sin embargo, la curiosidad —como ya se mencionó anteriormente— fue la semilla con la que nació su amor a la investigación. Y todo comenzó cuando un joven Miguel, que miraba el famoso programa televisivo Star Trek, imaginó que él podía, como los protagonistas de aquella serie clásica, encontrar formas para viajar más rápido que la luz en el Universo.
La mayoría de la gente entiende que la velocidad máxima es la de la luz. ¿Cómo es posible viajar más rápido que ésta en términos menos técnicos?
En principio, lo que sostiene la relatividad es que no es posible viajar, localmente, más rápido que la luz. Es decir, si yo estoy aquí, un rayo de luz siempre llegará más rápido que yo a cualquier destino.
Pero podemos hacer trampa porque, en la teoría, es posible modificar el espacio y el tiempo. ¿Cómo?, pues resulta que la teoría de la relatividad general de Einstein nos dice que la gravedad es una deformación de la geometría del espacio y del tiempo. Entonces, si uno deforma de manera adecuada al espacio y al tiempo, llegaría más rápido de lo que lo haría la luz si fuera un espacio plano. Ésa, en sentido muy amplio, es la idea. Me refiero a que uno podría ganarle a la luz, si ésta sólo viajara por el espacio plano y no por uno deformado.
El objetivo sería llegar más rápido, por ejemplo, a una estrella. A una que estuviera a cuatro años luz, normalmente tardaríamos ese mismo tiempo en llegar. Pero para ello tendríamos que deformar el espacio, y hay distintas maneras para hacerlo.
Físico-teórico, nuclear mexicano (CDMX, 1964), egresado de la licenciatura de Física por la UNAM
La primera, nació hace aproximadamente cien años, y se conoce como Túneles de Einsten-Rossen, o en la literatura de ficción se les conoce como ‘agujeros de gusano.
Con ello, quiero decir que podríamos viajar en un espacio deformado como si fuéramos el asa de una tasa y así llegaríamos antes que si lo hiciéramos en un espacio plano. Lo que está claro es que la luz, en el mismo espacio que uno mismo, siempre llegaría antes. El punto para entender esto es que el viaje más rápido debería de hacerse en el espacio deformado. Pero, hasta ahora, eso sólo existe en la teoría. Asimismo, eso está permitido por las leyes de la física, aunque tiene problemas como todo, porque, por ejemplo, no tenemos ni idea de cómo formar un agujero de gusano si no estaba allí desde el principio, además requiere cantidades enormes de energía.
Mi idea, la que se me ocurrió allá por los noventa, es diferente porque, en vez de hacerle agujeros al espacio lo que hacemos es deformaciones locales, y la inspiración viene de la idea de la expansión del Universo. Hay que tener claro que, en términos generales, las galaxias están en reposo, pero el espacio que hay entre ellas se estira, y eso sería una forma de deformación de la geometría, como si fuera una malla elástica. Me refiero a que se alejan en función del estiramiento, pero no se han movido de donde estaban originalmente.
¿Sería posible tener una galaxia que esté tan lejos de nosotros alejándose de nosotros más rápido que la luz? La respuesta es sí. Pero eso sólo sucede por la deformación del espacio. Y no, no viola la relatividad. No obstante, eso sólo es posible en la teoría. En las próximas décadas no veo por qué un objeto, en la realidad, no llegue antes a un destino que la luz, eso es seguro.
En realidad, ¿cuánto sabemos y cuánto ignoramos de los agujeros negros? Sabemos muchísimo de ellos. Sabemos cómo se forman y que lo hacen al final de estrellas masivas. También sabemos cómo se comportan, y cuál es la deformación del tiempo y el espacio que producen. En ese sentido los entendemos muy bien. Porque, igualmente, sabemos lo que sucede dentro de ellos. Todo eso lo conocemos gracias a nuestras ecuaciones. Claro, nunca hemos estado dentro de uno. Lo que sí entendemos es que, vía las ecuaciones, podemos predecir la expansión del Universo o las ondas gravitacionales. Las dudas que tenemos van por otro lado. Dentro de los agujeros negros —justo en el centro— hay algo que llamamos singularidad. Esto es un punto donde la fuerza gravitacional es infinita, y la densidad de la materia también. Cualquier cosa que llegue al centro de un agujero negro quedaría destruida por tener, en teoría, una fuerza infinita.
Ahora bien, y aquí viene la cuestión, cuando aparece un infinito en alguna teoría física, lo que suponemos es que esa teoría está mal porque los infinitos no existen en la naturaleza, es un concepto matemático, pero que no existe en la realidad. Por eso creemos que la teoría de la relatividad de Einstein falla, pues necesitaríamos una teoría nueva que nos diga que la fuerza allí no es infinita, que quizá sea gigantesca o monstruosa, lo que tú quieras, mas nunca infinita. Pero esa teoría aún no la tenemos. Sólo tenemos la esperanza de una teoría que tiene que ver con la física cuántica, lo que llamamos gravitación cuántica, es decir, una teoría que incorporaría los principios de la física cuántica a la teoría de la gravedad, algo que no se ha hecho hasta hoy, y eso suponemos que resolvería ese problema. Hay físicos desde hace 70 años trabajando en ello, pero no lo hemos logrado aún.
El otro problema —y también tiene que ver con la física cuántica— se llama ‘de la pérdida de información’. De acuerdo con las leyes de la física cuántica, cuando un sistema físico evoluciona, no pierde información, pues toda ésta se conserva. Pero los agujeros negros presentan una paradoja porque, supuestamente, toda la información que cae en un agujero negro nunca puede salir, ya que éste no emite nada. No obstante, el punto nació cuando en los años 70, Stephen Hawkin demostró que los agujeros negros sí emiten un poco de radiación. Si eso fuera de forma continua, eventualmente, el agujero desaparecería gracias a la pérdida de información y también de masa.
Seguramente alguien resolverá ese problema tan técnico, y que va hacia los principios fundamentales de la física moderna en algún momento. ¿Se conserva o no la información? Ésa es la cuestión. Resolverla llevará cálculos complicadísimos; a los físicos, este tipo de contradicciones nos asustan.
Los infinitos no existen en la naturaleza, se trata de un concepto matemático, pero que no existe en la realidad
En el libro Surfear el tiempo-espacio usted sostiene que los detalles más profundos del Universo pueden aflorar los detalles más anodinos de la cotidianidad. ¿Algún ejemplo?
Ejemplos hay muchos.
Hablaríamos entonces de la termodinámica, por ejemplo, en el caso de cómo un objeto que está frío se calienta cuando está junto a uno caliente. Otro fenómeno es el hecho de que las cosas se caigan. ¿Por qué sucede eso? La respuesta parece obvia, sin embargo, no lo es tanto. Así es como nace el conocimiento, por hacer preguntas elementales y por la curiosidad hacia los fenómenos. Eso es lo que nos ha llevado a entender la estructura del espacio y del tiempo.
O preguntas como: ¿por qué existe la materia?, o ¿por qué los átomos son estables?, o ¿por qué existen elementos sólidos y líquidos? Y las respuestas a esas interrogantes tienen explicaciones muy profundas y es lo que nos lleva a entender la naturaleza de la realidad.
Hablemos del negacionismo de la ciencia en tiempos digitales y de la hiperactividad académica.
Me preocupa mucho el negacionismo. Las redes sociales han hecho que se propague rápido, así como las noticias falsas. Siempre han existido y ahora se ha puesto una vez más vez de moda.
Hay temas más graves que otros; por ejemplo, es triste cuando escuchas que todavía hay gente que considera que la Tierra no es redonda. Están negando, literalmente, casi tres mil años de investigación científica y de evidencias, pero bueno, si así lo quieren creer allá ellos. Sin embargo, lo que me parece más preocupante es cuando se niega la efectividad de las vacunas, o aun se dice que son dañinas. Eso sí es muy grave porque tiene que ver con la salud pública.
En todo caso, habría que enseñarle a la gente a pensar de manera crítica, lo cual no significa negarlo todo. Cuando los expertos dicen algo, es porque llevan mucho trabajo de investigación detrás. Los científicos estamos tratando de entender cómo funciona la naturaleza y encontrar formas para ayudar a la sociedad. Soy consciente de que cuando no hay evidencia de algo, por supuesto que se puede cuestionar, pero cuando sí que hay evidencia, entonces hay que aceptarla.
Ésa es una diferencia fundamental entre el escepticismo y el negacionismo. Somos escépticos por naturaleza, es decir, que no aceptamos algo a menos de que haya una evidencia que lo pruebe. En cambio, el negacionismo es un problema porque niega las evidencias y, aunque las haya, simplemente sostiene que son conspiraciones.
¿Cómo se podría fomentar la ciencia en México más allá de las aulas?
La divulgación científica es básica.
Desde luego que en las aulas tiene que haber un fomento. Es ahí donde logramos nuestros primeros acercamientos con la ciencia. Ahí se enseñan los conceptos básicos, y también cómo pensamos los científicos. Lo digo así porque para mucha gente ése será su único contacto con la ciencia a lo largo de su vida.
Tanto los libros, como los videos, además de la labor de los museos son imprescindibles, porque, como lo dije antes, la divulgación es fundamental. Es así porque muchas personas que ya están interesadas podrían entones aprender cuestiones complejas más a detalle.
Sin embargo, muchos no irán a un museo si no han desarrollado un interés por la ciencia, y eso se tiene que lograr a través de las aulas. Por eso hay que pensar en formas nuevas de enseñar. No sólo debemos mostrar fórmulas o datos, sino cómo es que se llegó a ellos. También, enseñar historia de la ciencia y los procesos de cómo llegamos a los conocimientos de hoy día.
De acuerdo con la ciencia, en el centro de toda galaxia hay un agujero negro, es decir, un espacio devorado por sí mismo en el que ni la luz puede escapar de él. ¿Hay algún paralelismo entre eso y algunas cuestiones humanas mucho más terrenales?
Yo creo que no. No hay que buscar explicaciones al comportamiento humano en las estrellas, por ejemplo. Estamos hablando de sistemas completamente distintos.
La sociedad funciona con base en sus reglas y situaciones, y la naturaleza las suyas. No haría yo un paralelismo. Es más, ni siquiera es cierto que haya agujeros negros en el centro de todas las galaxias. Parece que en las que son muy grandes sí que los hay, más no sabemos cómo se formaron. Pero también sabemos que hay galaxias que funcionan perfectamente sin ellos.
