Roberto Emparán és un físic molt reconegut que treballa a l’Institut de les Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona. Els seus estudis principals giren en torn a la gravetat i els forats negres. Ha publicat Iluminando el lado oscuro del universo (ed. Ariel), i amb motiu de la seva presentació ha estat entrevistat per El Nacional.
Publica Iluminando el lado oscuro del universo. Què vol explicar i per a qui?
El meu llibre està destinat a qualsevol persona que s’hagi sentit interessada per les notícies que han sortit a la premsa sobre els nous descobriments sobre el funcionament de l’univers. El vaig iniciar per explicar el descobriment de les ones gravitatòries. Molta gent va preguntar-me sobre aquest descobriment, volien saber perquè era tan important. I a aquest llibre hi ha la resposta.
Els nous descobriments ens obliguen a canviar la forma d’imaginar l’univers
Cal saber moltes ciències per llegir aquest llibre?
No cal tenir coneixements especialitzats. L’únic que cal és tenir curiositat. Amb aquest llibre volia comprovar com es confirmen o es desmenteixen les tesis d’Einstein, però també com els nous descobriments ens transformen la nostra forma de veure l’univers. Ara podem estudiar coses que abans ens eren inaccessibles i això ens obliga a canviar la nostra forma d’imaginar l’univers.
Vostè és físic, especialista en gravitació i en la teoria de les supercordes. Què és això?
La teoria de les supercordes és una teoria, encara no confirmada, que volem que permeti analitzar, de forma unificada, la gravetat i la física quàntica. És un dels grans reptes que té la física fonamental. La gravetat i la física quàntica van ser les dues grans obsessions d’Einstein. Semblen ser incompatibles entre sí. I les incompatibilitats semblen fer-se més patents als forats negres, que aparentment contradiuen els principis fonamentals de la ciència. La física quàntica diu que la informació no es perd mai, però sembla ser que tot allò que cau en un forat negre es perd per sempre. I això és un problema que hem de resoldre.
Encara és prematur saber si la teoria de supercordes podrà fer prediccions
Hi ha qui assegura que la teoria de les supercordes és una pseudociència, que no es pot comprovar
La teoria de las supercordes (o de les cordes) encara és en construcció. No tenim una formulació completa d’allò que és i resulta molt complicat extreure qualsevol predicció per a experiments verificables. De fet, tenim grans limitacions en els experiments que podem fer. Treballem amb escales d’energia que són lluny del que els nostres acceleradors de partícules poden explorar. Encara és prematur saber si la teoria de supercordes podrà fer prediccions.
Nosaltres ens movem per quatre dimensions (tres espacials i una temporal). Els científics ens asseguren que pot haver-n’hi més, però no es posen d’acord sobre si n’hi ha 5, 11 o 26, i nosaltres no les podem percebre. Com és això?
La teoria de les cordes, i altres teories que ens permeten entendre aquest fenomen, ens expliquen que ha d’haver-hi dimensions addicionals, però no podem saber ni quines són ni com funcionen. Són problemes que tan sols podríem conèixer millor si tinguéssim acceleradors de partícules o d’altres mitjans que ens permetessin d’anar més lluny. Potser mirant l’univers i analitzant el big bang podrem arribar a conclusions. Són discussions que són útils per als teòrics, però que encara no estan prou desenvolupades com per a fer previsions en ferm.
Un forat negre és un indret en el que s’hi pot entrar, però del que no se’n pot sortir
Què és un forat negre?
El nom de forat negre és el major èxit comercial de la física. Un forat negre és un indret en el que s’hi pot entrar, però del que no se’n pot sortir, perquè ni tan sols la llum, que és allò que viatja més ràpid de l’univers, hi pot escapar. Un forat negre és un lloc on l’espai i el temps hi estan retorçats fins el límit. És pur espai i temps. I dins d’un forat negre, l’espai i la matèria s’acaben. És un final d’univers localitzat, invisible per a ningú que no s’hi llenci dins. És el que anomenem singularitat. Estem dient que no sabem allò que succeeix allà. És on les nocions d’espai i temps deixen de tenir sentit. Allà l’espai està esquerdat i el temps s’atura, s’acaba.
A les pel·lícules la gent es troba forats negres conduint per l’autopista... Seria possible que tinguéssim un forat negre a prop?
Probablement, no. És molt improbable. Un forat negre és extraordinàriament dens i pesat. Notaríem, segur, la seva gravetat. I un forat negre microscòpic desapareixeria emetent radicació i podríem detectar-lo. I si fos més gran, ens engoliria. Pensem que si la massa del sol la tingués un forat negre, tan sols faria un diàmetre de 6 km, i el sol el té d’un milió i mig de quilòmetres.
Vostè afirma que a l’Univers hi ha més matèria i energia invisible que visible...
És una cosa que ja ha acceptat tothom. Aquest és un dels grans misteris de l’Univers. El 96% de la matèria i l’energia de l’Univers és transparent. Ni emet ni transmet llum.
Com sabem que això existeix sí és invisible?
Saps que hi ha l’home invisible si veus les seves petjades a la neu. De la mateixa forma, tu pots detectar que hi ha matèria a l’univers perquè exerceix una força de gravetat, tot i que no la veiem. Hi ha algú que estira les coses, però és imperceptible. Si veiem que hi ha coses que es belluguen, ha d’haver-hi un forat negre. Aquesta era la forma en que havíem detectat els forats negres fins ara. Però ara no només veiem les petjades del forat negre, sinó que el sentim, mitjançant les ones gravitatòries. Són una mena de so que ens permet sentir coses que no podem veure. És com si a l’home invisible el poguéssim sentir, i sabéssim per on es mou. Deia Confuci que el més difícil és trobar un gat negre a una habitació fosca . La solució més simple és sentir-lo miolar. I ara hem sentit miolar un forat negre. Encara no sabem on és, però sabem que hi és.
Com es van descobrir les ones gravitatòries?
És un descobriment que ha portat molts anys. És qüestió de veure com l’espai i el temps tremolen. Als anys 60 alguns investigadors van posar-se a investigar com fer-ho, tot i que Einstein creia que mai no ho descobriríem. Però amb tecnologies com el làser s’han pogut anar fent amidaments cada cop més precisos. Fa 40 any els guanyadors del darrer Nobel de Física es van proposar detectar les ones gravitatòries mitjançant immensos laboratoris de quilòmetres de mida, que no són sinó uns grans micròfons gegants, molt sensibles, que detecten vibracions... Han trigat 40 anys en sentir les ones gravitatòries, perquè calia laboratoris molt precisos. Ha estat una feina hercúlia.
I quines portes ens obre el descobriment de les ones gravitatòries?
Aquest descobriment obre moltes portes en l’estudi de la gravetat, de l’astrofísica i de la cosmologia. Ens permet saber com evolucionen les estrelles, les galàxies... Ens pot ajudar a entendre els processos de formació de l’univers, pot explicar els problemes de la desaparició de la informació als forats negres, ens pot aclarir de què està fet l’univers, ens pot documentar sobre què és la matèria fosca...
En 20 anys podríem sentir totes les col·lisions de forats negres que passen a l’univers. Tindrem un univers sonor
Només s’ha aconseguit sentir el so de l’univers una vegada?
No, des que es van sentir per primera vegada les ondes vibratòries, ja se les ha pogut sentir sis vegades. Ara estan millorant el laboratori on es van fer totes les escoltes, amb micròfons més precisos i més sensibles. A més a més, es preveu la construcció de més laboratoris, que puguin escoltar millor l’univers i que puguin sentir coses que passen més lluny. En 20 anys podríem sentir totes les col·lisions de forats negres que passen a l’univers. Tindrem un univers sonor.
El seu llibre Iluminando el lado oscuro del universo situa Einstein en un punt central. Quin paper va tenir en l’elaboració de les teories científiques actuals sobre el cosmos? Va ser tan rellevant com diuen?
Va ser absolutament central en el redisseny de la nostra concepció del món. Va ser la primera persona que va creure possible tenir una teoria de l’univers en la seva totalitat. Va ser el primer que va creure que podríem explicar l’origen de l’univers, el primer que va confiar en que això podria tenir una resposta científica... N’estava convençut que hi havia equacions que ens podien explicar l’univers en la seva totalitat. Les seves teories han tingut moltes conseqüències; encara ara estem treballant basant-nos en les seves equacions.
En alguna ocasió vostè ha afirmat que Einstein no tenia raó però les seves equacions sí. Com és això?
A vegades una teoria realment bona va molt més enllà del que el seu descobridor pensa que pot fer. Einstein, quan va fer les seves equacions, pensava que l’espai i el temps podien ser elàstics, però no sabia fins a quin punt podien arribar a ser-ho. No tenia clar que les ones gravitatòries existien, li va costar entendre el que deien les seves equacions, però al final ho va admetre. Inicialment no acceptava que l’univers s’expandeix, però finalment va reconèixer-ho. Però es va negar a acceptar que les seves equacions predeien l’existència de forats negres, on l’espai i el temps s’amputen. Això mai ho va arribar a rectificar; no ho va arribar a entendre mai.
Entenem la teoria d’Einstein millor del que ell l’entenia
Es pot anar més enllà d’Einstein?
Sí, ja ho hem fet, des de fa temps. I continuem fent-ho. Entenem la teoria d’Einstein millor del que ell l’entenia. Ell va estar molt per davant dels seus contemporanis, però gràcies al treball de grans equips, en molt de temps, hem arribat a entendre la física millor que el que l’entenia ell. Ara bé, és difícil ser més intel·ligent que ell.
Quin és, ara per ara, el gran desafiament teòric de la física fonamental?
En realitat, n’hi ha dos: el primer és entendre què són l’energia fosca i la matèria fosca. Aquest repte està resultant més complicat del que esperàvem. Sabem que estan allà, però cal explicar-ho. Per altra banda, és necessari unificar la quàntica i la gravetat. Tenim dues teories que semblen incompatibles, però que funcionen en el seu àmbit. En el fons, allò que volem és explicar perquè l’univers és tan gran i tan estrany.