Ciencia al Desnudo - Big Bang

El Big Bang sucedió en una fracción de segundo y nació todo el universo. Es sorprendente lo que puede ocurrir literalmente en un abrir y cerrar de ojos. ¿Cómo hemos llegado hasta aquí? ¿Y de qué está compuesto el universo? El secreto de la creación, el secreto de todo, está encerrado en ese primer segundo. La tecnología está a punto de desvelar lo que ocurrió en el segundo más importante de todos los tiempos: ciencia al desnudo.

El Big Bang. En el principio no hay nada; ni materia, ni siquiera espacio vacío, porque el espacio en sí mismo no existe. El tiempo no pasa porque no existe. De la nada aparece una bola de fuego más pequeña que un átomo, 10 billones de billones de veces más caliente que el núcleo del Sol. Lo que se convertirá en el universo explota desde una concentración millones de veces más pequeña que la punta de un alfiler. Comienza el tiempo. En un segundo se traza el borrador de todo el cosmos. ¿Cómo ocurrió? Es el mayor misterio de todos. El profesor Laurence Krauss ha dedicado su carrera al estudio del primer segundo después del Big Bang. Si queremos entender nuestro lugar en el universo, tenemos que volver al principio absoluto y descubrir cómo ocurrió todo. Echar la vista atrás al instante de la creación es una idea nueva. La teoría del Big Bang está muy aceptada, pero el concepto tiene menos de un siglo de antigüedad. Una de las cosas que tenemos que observar con perspectiva es lo reciente que es nuestra comprensión del universo. Hace 80 años, la opinión más aceptada en la ciencia era que el universo era estático y eterno, que había estado siempre. Pero eso cambia en 1929.

En el observatorio del monte Wilson, en California, Edwin Hubble estudia la luz de las galaxias. Observa que cuanto más lejana es la galaxia, más larga es la longitud de onda que emite. Las ondas de luz se estiran cuanto más se propagan, y al estirarse cambia la longitud de onda. El mismo principio se aplica a las ondas sonoras. Según se acerca el tren, el tono del silbato aumenta; cuando pasa, disminuye al alejarse el tren. Cada onda sonora tiene que viajar más que la anterior para llegar a tu oído; las ondas sonoras se estiran y disminuye la onda. Algo similar ocurre con las ondas de luz: si una galaxia se aleja de nosotros, la onda de luz que emite se estira y cada vez es más larga y roja. Se llama corrimiento al rojo. En la luz visible, en un extremo del espectro tenemos el rojo y el azul en el otro. La radiación roja es, en la luz visible, la de mayor longitud de onda, mientras que la radiación azul tiene una longitud de onda corta. Y en cuanto al universo, vemos la radiación de las distintas estrellas estirándose literalmente, por lo que la luz se va enrojeciendo, y cuanto más lejos miremos, más roja será la luz. Las galaxias que nos rodean han cambiado a esta luz roja. Todas las galaxias lejanas, en todas direcciones, se están alejando de nosotros. Casi todas las galaxias se están alejando a más de un millón y medio de kilómetros por hora. Si las galaxias se separan velozmente unas de otras, en algún momento deberían haber estado juntas. El universo se expande hacia fuera desde un solo punto. Es la primera prueba de que el universo tuvo un principio. El descubrimiento de Hubble condujo a un concepto radical: la teoría del Big Bang. Los científicos creen que en el primer segundo después del Big Bang se creó la base de todas las estrellas y planetas del cosmos. Para probarlo, primero necesitan una nueva manera de medir el tiempo.

Pensamos en fracciones de tiempo más pequeñas de las que utilizamos en cualquier otra actividad humana; fracciones temporales más pequeñas que una carrera automovilística, o un velocista, o cualquier otra cosa. Y lo que hemos aprendido es que puede ocurrir de todo en una fracción de segundo, en un abrir y cerrar de ojos; es sorprendente. Horas, minutos y segundos son el fundamento de la vida moderna, pero los acontecimientos que siguieron al Big Bang ocurrieron en fracciones de tiempo menores que un segundo. Para analizar lo que ocurre, los científicos utilizan una nueva medida de tiempo llamada tiempo de Planck. Un Planck equivale a 10 elevado a -43 segundos. Eso significa un punto decimal, 42 ceros y un uno. Es una cantidad de tiempo inimaginable. Aún así, en este pequeño latido de tiempo Planck ocurre algo que determina los próximos 13.700 millones de años. De la bola de fuego surgen las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. De esas fuerzas, todo a nuestro alrededor. La gravedad es el motivo por el que se formaron las estrellas y los planetas; controla la luna y las mareas, y nos mantiene sobre la Tierra. El electromagnetismo ilumina las ciudades, conecta los teléfonos y hace funcionar los ordenadores. Y las dos fuerzas nucleares, la fuerte y la débil, enlazan las partículas que forman nuestro cuerpo y alimentan la caldera del Sol. Estamos aquí porque en el primer segundo posterior al Big Bang se crearon estas cuatro fuerzas. Sin ellas, el universo sería una nube monótona de radiación. Si no existiesen estas fuerzas, no existiría nada: no habría televisión, no habría deportes, no habría amor ni odio, ni tragedia humana; todo aquello por lo que merece la pena vivir.

En el primer instante, las fuerzas siguen formando una sola superfuerza. Las fuerzas de la gravedad, la nuclear y la electromagnética aún no se han dividido. El físico Michio Kaku estudia cómo se separaron: "Me gusta pensar en ello como un cristal, un precioso cristal simétrico con todas las fuerzas unidas en su elegante simplicidad". Al principio de los tiempos, marca un instante más de tiempo. De la pequeña bola de fuego del universo se expande; las cuatro fuerzas comienzan a separarse. Es como si un cristal extremadamente caliente se enfriara de repente; se resquebraja, empieza a desgajarse en cuatro trozos. El primero en separarse es la gravedad; después las fuerzas nucleares se desprenden, y finalmente queda una joya fragmentada: es lo que antes era la superfuerza. Los cuatro fragmentos siguen funcionando: la gravedad mantiene la Tierra en órbita, las fuerzas nucleares hacen brillar al Sol, y la radiación electromagnética es la luz que baña nuestro planeta. Solo hemos avanzado fracciones de segundo en nuestro viaje, y ya se han establecido los cimientos de nuestro mundo. La bola de fuego del universo sigue siendo más pequeña que un átomo y está a mil billones de billones de grados.

Para descubrir cómo se expande el universo, los científicos utilizan telescopios tan potentes que pueden ver el pasado. Cuando el astrofísico David Spergel mira hacia arriba, ve historia. "Cuando miramos al espacio, volvemos atrás en el tiempo". La luz viaja a una velocidad finita; lo que vemos del Sol tarda unos 8 minutos en llegar hasta aquí. No vemos el Sol tal y como es, sino como era hace 8 minutos. Cuando, de noche, vemos las estrellas cercanas, podrían estar a 10 o 20 años luz; las vemos como eran hace 10 o 20 años. Cuanto más lejos podamos ver en el espacio, más cerca estaremos del Big Bang. La luz de las estrellas lejanas tarda millones de años en llegar hasta nosotros; se estira tanto en el trayecto que se convierte en ondas electromagnéticas. Para ver esta luz tan antigua es necesario utilizar radiotelescopios. El radiotelescopio Horn Antenna de Nueva Jersey realizó un descubrimiento relacionado con el Big Bang completamente por casualidad en 1960. En los laboratorios telefónicos Bell, Arno Penzias y Robert Wilson miden las ondas electromagnéticas de nubes de gas de la Vía Láctea. Pero la Horn Antenna que utilizan recibe constantes interferencias. Suena así, y llega desde todas las direcciones; recibían la misma señal de fondo en cualquier dirección. No tenía sentido, así que primero pensaron que algo fallaba en el experimento; lo limpiaron, quitaron los excrementos de paloma que eran una fuente potencial de problemas, y volvieron a calibrarlo; lo hicieron con sumo cuidado. El extraño ruido persiste. Penzias y Wilson se dirigen a la fuente; fueron capaces de demostrar que esta radiación no provenía de la Tierra, no era de nuestra galaxia, era algo que llegaba desde las profundidades del espacio; estaba en todas partes. La radiación que llega a la antena es más antigua y lejana que cualquier otra cosa detectada. Por casualidad, llegan hasta unos científicos de la Universidad de Princeton que investigan las secuelas del propio Big Bang; se dan cuenta de que lo que escuchan es un eco de los albores del tiempo. El Big Bang fue tan potente, tan caliente, que aún quedan vestigios de ese calor. El calor comenzó como una radiación de rayos X extremadamente caliente; al estirarse y enfriarse se convirtió en luz visible, cambiando de azul a rojo, convirtiéndose en microondas y finalmente en ondas electromagnéticas. La radiación, apenas perceptible, se dirige constantemente a la Tierra; se llama radiación de fondo de microondas cósmicas o CMB. La radiación de fondo de microondas cósmicas es el eco de la propia creación, las brasas, los rescoldos de la onda de choque original que creó el universo. Si nuestros ojos captaran microondas, podríamos ver esta radiación y cada noche, contemplando el cielo, veríamos una explosión. Más de 13.000 millones de años después, hay una manera de observar este brillo cósmico a simple vista: enciende la televisión, no sintonices ningún canal; un porcentaje de la electricidad estática que se ve en la pantalla es radiación del Big Bang.

Esta radiación cósmica está relacionada directamente con el Big Bang; también revela que el universo entró en una nueva fase en menos de una billonésima parte de un segundo después de su creación. La radiación cósmica es la clave para descubrir qué ocurrió después de unos cuantos instantes de tiempo de Planck en nuestro reloj cósmico. Y la bola de fuego del universo se transforma en un instante. El universo es mil millones de veces más pequeño que un átomo; en el siguiente se hincha hasta alcanzar el tamaño de una pelota de béisbol. En este momento crece más que en los 13.700 millones de años siguientes. Los científicos conocen esta rápida expansión como inflación, y la prueba perdura en la radiación cósmica que quedó tras el Big Bang, como la electricidad estática de la televisión. La radiación cósmica es tan constante y uniforme que ofrece un rompecabezas a los científicos: cuando medimos las radiaciones de fondo de microondas cósmicas en esa dirección, la temperatura es idéntica a la de aquella dirección; es lo mismo en todas. La única explicación es que el universo se hincha infinitamente más rápido que la velocidad de la luz. La inflación expande la bola de fuego del universo equitativamente, como cuando se infla un balón con un espectacular soplo de energía. Para hacernos una idea, es como comprimir un muelle: apretamos cada vez más fuerte y se hace más y más pequeño, y además almacenamos una cantidad ingente de energía en ese muelle. Cuando lo soltamos, explota. La energía almacenada provoca una expansión exponencial del espacio. Pero si todo el universo es uniforme desde el primer segundo posterior al Big Bang en adelante, ¿cómo se formaron las galaxias, los planetas y las estrellas? Son, en un principio, grupos de partículas. Con el tiempo, estas partículas de materia se unen debido a la fuerza de la gravedad y forman una masa densa. La Tierra fue primero una bola de partículas que se compactaron debido a la fricción y a la gravedad. El Sol, que sustenta la vida en la Tierra, fue primero una nube de gas y polvo. ¿Qué formó estos grupos en primer lugar? En teoría, al principio el universo sería grumoso, no uniforme. Para conocer la formación de las estrellas y planetas en el primer segundo tras el Big Bang, científicos de la NASA como David Spergel han desarrollado la Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson (WMAP), una misión satélite para medir la temperatura de la radiación cósmica con mayor detalle que nunca. Esta radiación es apenas perceptible, y para observarla con detalle en el cielo es necesario salir de la Tierra, o de cualquier otra fuente que interfiera en la radiación. Está a punto de despegar. La NASA lanza la sonda en el año 2001. Despegue del cohete Delta 2 para explorar el pasado y el futuro de nuestro universo. Podríamos considerar la mejor instantánea del momento. El lanzamiento fue extremadamente apasionante; fue tenso, pero emocionante verlo subir y darnos cuenta de que funcionaba. La WMAP se encuentra a 1.000 km de la Tierra; es tan sensible que puede medir la temperatura de la radiación cósmica en una millonésima parte de un grado. La WMAP lleva 5 años analizando el cielo al minuto; ahí el Sol siempre detrás. Mirando al espacio, el satélite da vueltas muy rápidamente y cubre una tercera parte del cielo cada hora; gira y genera mapas de la radiación restante. La WMAP sigue a la Tierra en su órbita alrededor del Sol y analiza la temperatura de todo el cielo; genera un mapa de temperatura detallado como este, y revela algo destacable: las manchas azules y rojas de este mapa de todo el cielo son pequeñas variaciones de la temperatura. Las pequeñas zonas azules representan regiones que están a una temperatura decenas de miles de veces menor que un grado; las regiones rojas están un poco más calientes. "Así que estáis viendo las pequeñas variaciones térmicas en el cielo". La WMAP se remonta a 13.700 millones de años; la evolución del universo. Estas se convierten en grupos de partículas que aumentan cada vez más debido a la fuerza de la gravedad, haciéndose lo bastante densos como para desencadenar estrellas y galaxias. Este mapa muestra cómo era el universo el primer segundo después del Big Bang, la plantilla del enorme cosmos actual. Cuando la primera radiación de fondo de microondas cósmicas se hizo pública, la prensa dijo: "¡Oh, la cara de Dios!". Bueno, seamos realistas: no es la cara de Dios lo que es, en realidad es la foto de un bebé, de cuando el universo era bebé. Por tanto, el descubrimiento de las radiaciones de fondo de microondas cósmicas figura como uno de los grandes descubrimientos de la ciencia.

Menos de una trillonésima parte de un segundo después del Big Bang, la bola de fuego del universo se expande rápidamente; es un globo ultracaliente que cabría en la palma de la mano. El universo bulle de energía y radiación, pero al expandirse y enfriarse, el universo del tamaño de la palma de una mano se empieza a formar algo nuevo. Solo una fracción de segundo después del Big Bang, el destino del universo ya está trazado. El Sol arde gracias a las fuerzas fraguadas; las estrellas y planetas se formaron debido a la manera tan rápida de expandirse del universo. La ciencia puede localizar el rastro de todo lo que vemos ahora hasta el primer segundo de la creación, pero estamos aquí gracias a lo que ocurrió en los pocos instantes de tiempo de Planck. El universo está inundado de los componentes de la materia hasta el momento. Según el reloj cósmico, el universo de los comienzos no era nada más que energía. ¿Cómo se convirtió esa energía pura en materia? Todo lo que te rodea está compuesto de materia: donde está sentado, el aire que respiras, todo el planeta está compuesto de materia. La materia está compuesta de átomos, y en el primer segundo después del Big Bang se crean los ingredientes de los átomos. Pero ¿cómo apareció la materia? Es algo que siempre ha desconcertado a los científicos. Hasta 1905, el momento en que Albert Einstein propone su ecuación más famosa: E=mc². La ecuación de Einstein dice que la energía (E) y la materia (m) son diferentes representaciones de lo mismo; la materia y la energía son intercambiables. Algunos científicos utilizaron posteriormente esta ecuación para crear el arma más destructiva de la historia: la bomba atómica; da una pista de lo que ocurrió en el primer segundo. En una explosión nuclear, las partículas de materia se separan para producir una enorme cantidad de energía. Durante el Big Bang ocurre exactamente lo contrario: una enorme cantidad de energía se transforma en materia. La ecuación de Einstein conduce a una conclusión: mientras el universo bebé se expande y enfría, la energía pura del Big Bang se convierte en las partículas de materia que nos conforman. Solo a un fragmento de segundo en nuestro viaje aparecen las primeras partículas de materia. El universo está un millón de veces más caliente que el núcleo del Sol, demasiado caliente para que las partículas de materia se unan y formen átomos. Los científicos se enfrentan a un rompecabezas: ¿cómo es este estado primario de la materia y cómo se convierte en los protones y neutrones que forman todos los átomos del universo? Era imposible que se formaran los átomos: ¡poner un cubito de hielo en un baño de vapor, el cubito se derrite inmediatamente! No puede haber cubitos de hielo en baños de vapor. Tenemos la prueba en un bloque de hielo: cuando el agua está lo bastante fría es sólida; caliéntala y será líquida; calienta el agua líquida y se evaporará en forma de gas, vapor de agua; calienta en exceso el gas y la energía separa los átomos. De la misma manera, el universo en el primer segundo estaba tan caliente que solo podían existir las partículas elementales. Si viajáramos literalmente a los primeros segundos del universo, nos desintegraríamos, desapareceríamos totalmente; e incluso los detritos y el núcleo atómico del cuerpo se desharían en partículas subatómicas; no quedaría nada del cuerpo.

Para ver los elementos que dieron lugar a la materia en el primer segundo posterior al Big Bang, los científicos tienen que recrear las condiciones del Big Bang. Se estima que el interior de una estrella está a decenas de millones de grados, pero durante el Big Bang se calcula que la temperatura era de billones de billones de grados. Por tanto, no hay manera de simular la creación, sino es con un acelerador de partículas. Chocando protones entre sí podemos generar temperaturas que no se han dado desde el comienzo mismo del universo. Por tanto, los aceleradores de partículas son el único instrumento para poder simular la génesis. Este es el Laboratorio Nacional de Brookhaven, en Long Island, el hogar del acelerador relativista de iones pesados o RHIC, un anillo de 3 km con 200 m, diseñado para romper el núcleo de átomos de oro a casi la velocidad de la luz. Con el acelerador de partículas hacemos chocar las partículas subatómicas; como consecuencia obtenemos una tremenda lluvia de detritos, y queremos entender lo que significa. Queremos saber lo que hay dentro, qué se esconde en esa colisión. La energía de la colisión es colosal; a escala, genera el universo embrionario en el primer segundo; cómo desgajando el núcleo del átomo en los protones y neutrones que lo componen. La energía es suficiente para romper los protones y los neutrones en el interior. Los científicos descubren las partículas elementales de la materia, partículas diminutas llamadas quarks, pero son tan pequeñas y se mueven tan rápido que es difícil seguirlas. Si los científicos pudieran descubrir cómo se comportan los quarks, desvelar el secreto de la propia materia, el descubrimiento podría revolucionar la medicina y relanzar el programa espacial. El proyecto comienza en el año 2000. Al colisionar los núcleos de los átomos se genera un chorro caótico de partículas; se tardan 5 años en analizar los datos. Los resultados llegan en 2005; son impactantes. Al hacer chocar los núcleos de átomos de oro entre sí esperábamos encontrar un gas; la sorpresa fue que no era un gas lo que encontramos, era más bien líquido. Impactó bastante porque ahora, cuando empecemos a simular el universo en sus comienzos, tenemos que deshacernos de la imagen mental de partículas subatómicas de gas; sabemos que es más literalmente una sopa. Cuando aparece la materia por primera vez en el universo, los quarks son tan densos y están tan electrizados que todo el universo es como un líquido. El universo pasó de ser una bola de energía incandescente a ser una sopa de quarks en menos de un abrir y cerrar de ojos. El universo líquido es caliente, denso y violento, inundado de partículas en constante y enérgica interacción.

Cuando el reloj cósmico marca una millonésima parte de un segundo, el universo continúa expandiéndose y enfriándose; crece del tamaño de una pelota de béisbol al de nuestro sistema solar. La materia se ha materializado desde la pura energía. Sin materia, ninguno de nosotros estaríamos aquí, y eso casi se cumple en ese primer segundo. Algo está a punto de destruir la materia del universo. El Armagedón se está fraguando. Una fracción de segundo después del Big Bang, el universo está inundado de las partículas elementales de los átomos. Estas partículas diminutas de materia deben sobrevivir en un campo de batalla compuesto por la materia que se creó a raíz de la energía que generó el Big Bang. Cada molécula, cada átomo, cada quark... ¿Cómo acabamos con un universo así, con tanta materia? Es una de las grandes preguntas. El acelerador de partículas podría revelar la respuesta. Cuando se recrea el primer segundo, se generan dos tipos de materia a partes iguales: una es la materia que observamos a nuestro alrededor; la otra es lo contrario, la antimateria. La doctora Tara Shears explica qué son las dos caras de la misma moneda: "Esta manzana está compuesta de materia, y sabemos que cada partícula del universo tiene una pareja de antimateria que se creó en el Big Bang". La antimateria parece similar a la materia normal; de hecho, es como su reflejo en un espejo. Por tanto, una antimanzana sería así, pero la materia y la antimateria son enemigas mortales; no pueden coexistir. Fracciones de segundo después del Big Bang, el futuro del universo está en peligro: la materia y la antimateria encerradas en una batalla a muerte. Ha pasado una millonésima parte de segundo del Big Bang, y estalla la batalla. Cuando la materia y la antimateria chocan, el resultado es explosivo; un conjunto de materia del tamaño de una manzana chocando con su antimateria equivalente generaría tanta energía como la de una bomba nuclear de 10 megatones. Si volviéramos al verdadero universo naciente, justo después del Big Bang, encontraríamos esta furiosa masa de materia y antimateria anquilose la una a la otra; nos encontraríamos en medio de una batalla cósmica entre los dos bandos, en medio del fuego cruzado, por decirlo así. Al estar todas las partículas en un estado líquido superdenso, la materia y la antimateria se encuentran rápidamente y se destruyen entre ellas. ¿Cómo se generó un número equitativo de cada una? De materia que choca con su antimateria es aniquilada; toda la materia quedaría destruida nada más ser creada; toda la materia acabaría encontrando la antimateria y se habrían aniquilado, produciendo radiación pura. Pero no por eso existe el universo. Si hubiese ocurrido, viviríamos en un universo de radiación pura, pero no viviríamos en él, porque no estaríamos aquí; solo habría radiación. El caso es que el universo está lleno de materia. ¿Cómo venció a la antimateria? Es uno de los grandes misterios de la ciencia. Una teoría es que la antimateria es menos estable y se deteriora más rápidamente, provocando un pequeño desequilibrio entre la materia y la antimateria. Este pequeño desequilibrio acabó permitiendo a la materia aplastar a la antimateria. Sea cual sea la verdad, algo ocurrió justo después del Big Bang que inclinó la balanza a favor de la materia. La batalla terminó en ese punto, y lo que quedó fue una pequeña cantidad de materia que generó el universo en el que vivimos. Eso significa que somos los restos de la batalla; somos los detritos, lo que quedó cuando todo lo demás estaba acabado. Los detritos formaron todo lo que hay a nuestro alrededor, desde el suelo que pisamos hasta la galaxia más lejana.

Cuando el reloj cósmico se acerca al final del primer segundo, las cuatro fuerzas de la naturaleza se han desgajado de la superfuerza única; se ha decidido el ganador de la batalla entre la materia y la antimateria; y las ligeras ondas de temperatura que se extienden por el universo implican que durante los siguientes mil millones de años la gravedad unió grupos de materia para formar las galaxias. Pero sigue habiendo un misterio, y grande: sabemos cómo se formaron los componentes elementales de la materia, pero no sabemos lo que concede fundamento a todo en el universo. Sabemos mucho sobre el primer segundo, pero falta una pieza del puzzle: ¿qué confiere masa a todo lo que hay en el universo? La masa hace difícil que algo se mueva, pero también que pare. Cuando nos acercamos a la Tierra, la gravedad actúa sobre nuestra masa; en la Luna la gravedad es más débil, por eso los astronautas se mueven más lentamente, pero su masa es la misma que en la Tierra. Incluso si un objeto no pesa nada, sigue teniendo masa. Algo debió de haberse creado en el primer segundo para conceder masa a las partículas, pero los científicos no lo han descubierto. La masa es la verdadera columna vertebral de la vida; si no hubiera masa, el universo solo estaría compuesto de radiación y nada se uniría para formar objetos como tú o yo, o las cosas que hacen interesante el universo. Sería un universo difuso, lleno de radiación, pero muy aburrido. Si descubriésemos cómo apareció la masa en el primer segundo, descubriríamos el origen de la vida. Mientras los científicos no descubran qué confiere la masa a las partículas, el primer segundo seguirá siendo un enigma. Nuestro viaje casi ha acabado, pero falta una pieza del puzzle que ha confundido durante décadas a los científicos. En 1964, en la Universidad de Edimburgo, el físico Peter Higgs propuso una teoría revolucionaria; sugiere que un campo de fuerza invisible se extiende por el universo en el primer segundo, dando masa a las partículas. Se conoce como el campo de Higgs. Cuando las partículas se relacionan con él, adquieren masa. Por ejemplo, si empujamos un coche que se ha quedado sin gasolina en la carretera, puedo conseguir moverlo y que avance; pero si estuviéramos en el barro pesaría mucho más, no podríamos empujar tanto; actuaría como si fuese más pesado. Pues bien, pensamos que las partículas tienen masa por una razón similar: tenemos el campo de Higgs, y algunas partículas que reaccionan ante él de manera menos violenta y son más fáciles de empujar, por lo que se comportan como si pesaran menos. Las partículas que reaccionan más violentamente son difíciles de mover y actúan como si fuesen más pesadas, como el barro. El campo de Higgs…

Se pega a todo. Cuando las partículas entran en el campo, ganan masa. Cuanto más contacto tengan con el campo, más masa ganarán. Los científicos creen que al campo de Higgs le arrastran sus propias partículas. Los periodistas la llaman la partícula de Dios; los científicos la llaman bosón de Higgs. Creen que identificando esta partícula podrían descubrir cómo llegamos aquí. Las matemáticas son buenas, pero ningún acelerador de partículas ha sido lo bastante potente como para encontrar el bosón de Higgs, hasta ahora.

En las profundidades del campo de Ginebra, en Suiza, se encuentra el experimento humano más caro: el Gran Colisionador de Hadrones, o LHC. El acelerador de partículas más grande del mundo y la mayor oportunidad para encontrar el Higgs perdido. Tenemos que ver si la partícula Higgs existe realmente, y por eso construimos aceleradores tan mastodónticos; para ver si podemos entender el mecanismo responsable de la existencia de todo lo que consideramos sólido y pesado actualmente en el universo. Ha costado 10.000 millones de dólares, se ha tardado 14 años en construirlo y 7.000 científicos se han involucrado en su construcción. Este año se activa a pequeña escala; recreará condiciones que existieron por última vez hace 13.700 millones de años: una explosión tan potente que recordará al propio Big Bang. Si funciona, científicos como David Evans podrían resolver el último misterio de la materia.

Como traspasamos los límites de la ciencia, también tenemos que traspasar las fronteras de la tecnología. Es probablemente la máquina más grande del mundo y, sin duda, la más compleja del mundo. A más de 91 metros bajo tierra discurre un conducto circular de kilómetros. Dentro, dos haces de protones más finos que un pelo humano se aceleran a casi la velocidad de la luz: 299.000 km por segundo. El LHC hará que las partículas choquen entre sí con una violencia nueve veces mayor que cualquier otro acelerador. 300 billones de protones volarán por el conducto en distintas direcciones y colisionarán en el corazón de cuatro inmensos detectores. Lawrence Krauss inspecciona uno de estos detectores; cada uno del tamaño de un edificio de cinco plantas. Estamos aquí en lo que se ha descrito acertadamente como una de las catedrales góticas del siglo XX: una gigantesca estructura compuesta por miles de toneladas de acero, más hierro que la Torre Eiffel, y decenas de miles de kilómetros de cableado. Todo ello diseñado por miles de físicos de cientos de países que hablan docenas de idiomas diferentes, con la precisión de quizá una millonésima parte de 2,54 cm. Todo para detectar lo que ocurre aquí dentro.

El LHC utiliza cuatro de estos detectores gigantes a lo largo del conducto. El que esperan que encuentre el Higgs se llama Atlas. El Atlas ocupa la mitad de un campo de fútbol y pesa tanto como un submarino nuclear. Millones de colisiones por segundo. Cuando los protones chocan, el impacto es tan titánico que, en una fracción de segundo, recreará la materia como era justo después del Big Bang: una lluvia de partículas elementales, como quarks. En alguno de los detritos esperan encontrar el escurridizo Higgs. Encontrar la partícula en esta tormenta es como encontrar una mota de oro en una playa. El Higgs es tan diminuto y tiene una vida tan corta que el detector no lo localizará directamente; por eso esperan capturar el rastro que deja gracias a las cámaras de más alta tecnología del mundo. Cuando vemos una estela en el cielo, observamos la columna de humo. Pero, ¿dónde está el avión? No lo vemos porque es demasiado pequeño. Lo mismo ocurre con los detectores: no pueden ver la partícula en sí, pero sí el rastro que deja esa partícula subatómica. Y observando el rastro podemos determinar de qué tipo era y lo rápido que se movía.

El LHC nos proporcionará más información que cualquier otro instrumento del planeta. En un solo segundo, la cantidad de información que sale de las colisiones en el LHC que manejarán estos detectores será mayor que la información contenida en todas las bibliotecas de todos los países del mundo. Esa información puede contener el secreto de la masa, la pieza que nos falta por conocer del primer segundo del universo y la puerta de acceso a la ciencia del futuro. Para procesar toda esta información, el LHC utiliza la mayor red de superordenadores del mundo. Aún así, la investigación podría tardar años, pero la espera merece la pena. Este experimento podría desenmarañar finalmente la simple verdad de la base de nuestra existencia. Es una posibilidad que entusiasma a científicos de todo el mundo.

Todavía no sabemos lo que conseguiremos con el LHC. Tenemos grandes expectativas de llegar a mayor energía, menores magnitudes que nunca antes. Lo que conoceremos con el LHC cambiará nuestra idea del primer segundo del Big Bang. En la sala de control del LHC, el mayor experimento de la historia de la ciencia comienza la cuenta atrás. El acelerador se comprueba, se sella y se enfría a temperaturas más bajas que las del espacio exterior. El LHC se ha diseñado, se ha construido y ahora las pruebas finales para ponerlo en funcionamiento se están llevando a cabo aquí mismo, en este momento. Esta máquina podría dar respuesta a uno de los mayores misterios de la vida. Es como estar presente en la creación. Si tiene éxito, el LHC podría conducir a una nueva era en la ciencia. Si fracasa en su búsqueda del Higgs y no desvela cómo la materia consigue la masa, dejará un hueco en el misterio del primer segundo. Tendrán que escribirse nuevas teorías y construirse experimentos más poderosos. Soy realista; sé que quizá no encontremos nada. Eso podría provocar una crisis en la física; la física podría quedarse estancada. Si de repente todas nuestras máquinas... lo bastante poderosas como para avanzar hacia el siguiente acto, la próxima escena en la nueva fase de la materia y la energía…

Una cosa sí que saben: el LHC acercará el Big Bang a los científicos más que nunca. Retrocederá 13.700 millones de años hasta el primer segundo del universo: el segundo más importante. El reloj cósmico llega a su último instante de tiempo de Planck. El universo tiene un segundo completo de edad, unas mil veces el tamaño de nuestro sistema solar y está inundado de partículas de materia: el componente básico de todo lo que nos rodea. El universo está lo suficientemente frío para que, en el mar de quarks, estos se agrupen de tres en tres formando protones y neutrones. En la saga del universo, su primer capítulo determina el curso de la historia. En los próximos minutos, el universo se enfría lo suficiente como para que los protones y neutrones formen los primeros núcleos atómicos. 300.000 años después aparece el primer átomo. En cientos de millones de años la materia se acumula para formar las primeras estrellas, y en miles de millones de años galaxias como la Vía Láctea. Más de 9.000 millones de años después del Big Bang nace la Tierra. Un Big Bang, un solo segundo: la génesis de todo. Para cuando acaba el primer segundo, el resto de la historia cósmica ya está escrito, incluido, en última instancia, el futuro del universo. Más de 12.000 millones de años después del Big Bang evolucionan los humanos, una especie con la capacidad intelectual de preguntarse cómo hemos llegado aquí y de qué está compuesto el universo. Este año la ciencia está más cerca que nunca de descubrir la respuesta, y el secreto yace en el primer segundo. Épico. Bi.