Como investigador que trabaja aplicando la matemática y la física a otras ciencias, mi héroe científico de referencia es... Charles Darwin, un biólogo (tengo otro, John von Neumann, pero ésa es otra historia y deberá ser contada en otra ocasión). Creo que no exagero si digo que Darwin es un gigante intelectual a la altura de muy pocos (quizá Newton, o Einstein), pero el motivo por el que lo traigo hoy aquí no es ése, sino su rigor científico que, por si el lector se lo estaba preguntando, es lo que lo conecta con el título de este post.
Darwin tardó más de 20 años en publicar su teoría de la evolución, desde su regreso en el Beagle en 1836 hasta 1859, y cuando lo hizo fue presionado por la Royal Society, que había recibido una comunicación de Alfred Russell Wallace que iba en la misma dirección. ¿Qué hizo Darwin en esos 22 años? Analizar, destripar, repensar, buscar agujeros en su teoría, hacer experimentos que completaran la observación de la naturaleza y pusieran a prueba los pilares en que se basaba su razonamiento... En definitiva, sabedor de la repercusión que tendría su trabajo, convencerse de que lo que iba a presentar era correcto con el mayor grado de certidumbre posible. (Una referencia extraordinaria en la que se repasa todo el proceso mental y científico de Darwin es La Estructura de la Teoría de la Evolución, la monumental y postrera obra de Stephen Jay Gould). El resultado de tan concienzudo trabajo es que el núcleo central de su teoría es hoy casi universalmente aceptado (entre los científicos, pero en torno a la mitad de la población de Estados Unidos o Gran Bretaña no la acepta, cifra que en España se queda en menos del 20%, véase Public acceptance of evolution), al punto que de "teoría" ha pasado ya a "hecho".
Unos cincuenta años después de "El Origen de las Especies", Albert Einstein propuso su teoría especial de la relatividad, y al igual que la evolución, hoy en día la comunidad científica la tiene como un hecho (y al contrario que la evolución, sin oposición aparente en la calle). Einstein no dedicó el mismo tiempo que Darwin a elaborar su teoría, pero creo que eso es debido más a la naturaleza de la misma y a la utilización de las matemáticas que a que fuera menos cuidadoso. En todo caso, nos hemos pasado más de un siglo verificándola experimento tras experimento y es esa verificación sin fallo alguno la que mantiene a la teoría en pie.
La teoría especial de la relatividad trata de como se mueven los cuerpos y como distintos observadores perciben ese movimiento, y parte de dos únicos postulados: primero, que las leyes de la física son exactamente las mismas se observen desde dónde se observen (siempre que el observador no esté acelerado), y segundo, que la velocidad de la luz en el vacío, c, es una constante que no depende de que la fuente de luz se mueva o no. De la combinación de estas dos hipótesis (de la cuál la realmente novedosa es la segunda, motivada por el experimento de Michelson-Morley de 1887, que midió la velocidad de la luz en la dirección de avance de la órbita terrestre y en la perpendicular sin encontrar diferencias) salen, por deducción matemática, toda una serie de consecuencias a cuál más sorprendente. La más famosa es sin duda la ecuación E=mc2, que nos dice que una cantidad de masa contiene una cantidad enorme de energía y que, además, la masa se puede transformar en energía y viceversa. Pero la consecuencia que nos ocupa aquí no es esa, sino otra tal vez menos conocida pero igualmente importante: c es la máxima velocidad permitida en el universo, y nada puede ir más rápido.
El hecho de que c sea lo más rápido que se puede ir de un punto a otro da lugar a su vez a un sinnúmero de fenómenos interesantes. Así, los cuerpos con masa (en reposo) distinta de cero sufren un incremento en su masa al acercarse a ese límite tal que si lograran realmente alcanzarlo tendrían masa infinita. Por otro lado, el Universo contiene zonas causalmente desconectadas: dado que ni siquiera la información puede viajar más rápido que la luz, todo aquello que esté fuera de mi “cono de luz” (los puntos a los que podría viajar a la máxima velocidad) es, para mí, como si no exisistiese. Y así podríamos seguir enumerando más propiedades exóticas (el lector interesado puede ver aquí una serie de posts bastante acertados sobre relatividad sin fórmulas).
Vista, pues, la importancia de esta consecuencia de la teoría, no es de extrañar el sobresalto que causó en el mundo científico la noticia que apareció a mediados de septiembre de 2011: los periódicos se llenaron de titulares del estilo "Einstein estaba equivocado" o "Se derrumban las leyes físicas". Uno de los equipos del acelerador de partículas más grande de todos los tiempos, OPERA, del LHC del CERN en Suiza en colaboración con el laboratorio del Gran Sasso en Italia, había medido la velocidad a la que se propagaban unas partículas elementales llamadas neutrinos, y había encontrado que iban ligeramente más rápidas que la luz. Vayamos por partes. Los neutrinos son partículas sin masa. Sí, sin masa, como lo oye. Fueron propuestas teóricamente por Wolfgang Pauli en 1930 para entender comportamientos anómalos en la desintegración del neutrón, la partícula que junto con el protón forma los núcleos de los átomos. El no tener masa les hace, por un lado, ser muy difíciles de detectar (la confirmación experimental de su existencia tardó más de 25 años) y, por otro, estar obligados por la teoría de la relatividad a viajar exactamente a la velocidad de la luz. El experimento del que hablamos es, pues, realmente complicado, porque exige medidas extremadamente precisas, tanto de la distancia que recorrían los neutrinos (730 km con precisión de centímetros) como del tiempo (algo más de dos milésimas de segundo con precisión de nanosegundos o milmillonésimas de segundo). Aparte de que hay que detectar a los neutrinos y, muy importante, hay que asegurarse de que los neutrinos que uno detecta son los que salieron del punto de partida y no otros, porque encima el Universo está literalmente bañado en neutrinos. Todo un problema, ciertamente.
Como se pueden imaginar, esta noticia, dada a través de los periódicos y no a través de publicaciones especializadas (aunque sí en el bien conocido servidor arXiv, en este manuscrito), por cierto, causó un revuelo enorme, e inmediatamente empezaron a aparecer trabajos de científicos explicando o refutando el experimento. Parecía que al igual que a principios del siglo XX, la física se iba a venir abajo, y algo nuevo y excitante tendría que ocupar su lugar... pero no. Finalmente, el 23 febrero de 2012 el equipo responsable del experimento anunció que una conexión defectuosa entre un GPS y un cable de fibra óptica era la responsable del resultado, y que, al menos por ahora, los neutrinos no van más rápido que la luz (si alguien está interesado en toda la historia en detalle, está muy bien contada en las entradas recogidas aquí).
A estas alturas se podría pensar: ¿Para qué nos cuentan esto? Después de todo esta historia no ha aportado nada a la ciencia más que un nuevo fiasco que se unirá a otros ya olvidados (como por ejemplo la fusión fría, la piedra filosofal de los 80). La teoría de la relatividad goza de excelente salud, no hay un sólo experimento que la contradiga (lo cuál no quiere decir que sea eterna, sólo que si no es verdad está muy cerca de serlo). Pero me parece importante hablar de esto aquí porque apunta a un problema muy serio: ¿Qué ha pasado en el último siglo para que la manera de trabajar en ciencia haya cambiado de esta manera?
Lo que ha pasado es que ahora los investigadores están sometidos a una enorme presión en dos direcciones: una, la de que lo hacen "sirva para algo" (también para otra ocasión, algo ya ha escrito Antonio aquí al respecto), y otra, la de que lo hagan salga en los medios. Sí, aunque parezca sorprendente, los investigadores tienen que dar visibilidad: a sus instituciones, que necesitan el prestigio de sus resultados, y a sí mismos, de cara a conseguir financiación de diversas fuentes para proseguir con sus trabajos e incluso para promocionarse. En el mundo superficial en el que desafortunadamente vivimos, vale más haber salido varias veces en el periódico que publicar un sesudo artículo resolviendo una cuestión complicada de gran relevancia, aunque sólo al alcance de los especialistas. Y en el caso del LHC, su enorme coste, cercano a los 10.000 millones de euros (aquí el presupuesto de 2008, que es de 3.000 millones pero ha sido luego corregido al alza varias veces), "salir en los papeles" es aún más importante, porque hay que justificar ante la opinión pública (y ante muchos científicos, dicho sea de paso) este gasto. Así que si uno puede dar la campanada diciendo que se ha cargado la teoría de la relatividad, la tentación es muy grande, y en un experimento tan complejo, la posibilidad de pasar por alto un cable pelado es muy grande también... En descargo de este equipo, debe constar su profesionalidad a la hora de seguir revisando el experimento y a la de reconocer su error. Esto también debería llevarnos a hablar de otro pilar de la ciencia, el que los experimentos sean reproducibles, y de lo que eso supone cuando hablamos de la escala del LHC; otro tema que tendremos que dejar aparcado por ahora.