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La astronomía es el estudio científico de los objetos celestes en el universo. Abarca una amplia gama de temas, incluidas las estrellas, los planetas, los satélites, los asteroides, los cometas, las galaxias y más. La astronomía examina todo el cosmos, desde las partículas más pequeñas hasta las estructuras más grandes. Investiga las leyes que rigen los fenómenos celestes y sus interacciones.
Los astrónomos recopilan datos a través de la detección remota (utilizando telescopios y otros instrumentos) y, a veces, replican fenómenos celestiales en laboratorios. La astronomía se extiende a la comprensión del origen, el desarrollo y el destino final del universo. La cosmología explora preguntas sobre el Big Bang, la materia oscura y la energía oscura.
Lanzado conjuntamente por la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense, el telescopio James Webb está transmitiendo desde el exterior unas increíbles imágenes de planetas y nebulosas. Desde la existencia de galaxias formadas antes de lo que es posible según el modelo estándar de cosmología, hasta otros hallazgos sorprendentes, como el descubrimiento de lugares en el espacio con todas las condiciones para la vida del ser humano o incluso la detección de señales de vida espacial.
Pero mientras todo esto ocurre, la comunidad científica está comenzando a preguntarse si no se debería replantear el origen y el desarrollo del universo. Desde la existencia de galaxias formadas antes de lo que es posible según el modelo estándar de cosmología, hasta otros hallazgos sorprendentes, no hacen más generar más dudas, además de necesitar una visión que va más lejos que la misma ciencia.
Aprender del cosmos tiene importantes implicaciones para todos nosotros ya que permitiría encontrar soluciones a algunos de problemas que tenemos como es el caso de la detección temprana de objetos que puedan colisionar con la Tierra. En nosotros está adoptar las medidas adecuadas para realizar una mayor investigación y mejor financiación por parte de los países que permita aprender unos de los otros en la carrera espacial. Esto permitiría afrontar con rigor y colaboración para un mejor escenario de entendimiento ante un enemigo común como son los peligros potenciales del cosmos y nos aleje de un escenario de guerra como el que tenemos en la actualidad.
Para hablar de todos estos temas es un placer entrevistar en el día de hoy a un gran experto en la materia como es el Sr. Avi Loeb- Director del Departamento de Astronomía de Harvard- quien con su especial conocimiento responde a una serie de preguntas en torno a un mundo fascinante que no parece tener límites como es el de la Astronomía.
En primer lugar, le preguntamos por el Instituto que dirige y lidera con éxito algunos proyectos, y luego profundizamos en algunos de los temas más importantes que forman parte de esta ciencia, como la materia oscura, los agujeros negros, los meteoritos, la basura espacial. En particular, nos gustaría preguntarle sobre la vida extraterrestre, sus inquietudes, tendencias a partir de los últimos descubrimientos de esta ciencia y su visión de futuro respecto a un tema que parece no tener nunca una respuesta probada y concluyente, como es la existencia de otros seres en el Universo.
Curriculum de Avi Loeb
Abraham (Avi) Loeb es el Profesor de Ciencias Frank B. Baird, Jr. en la Universidad de Harvard y un autor de bestsellers (mencionado en el New York Times, el Wall Street Journal, Publishers Weekly, Die Zeit, Der Spiegel, L’Express, entre otros). Es autor de “Extraterrestre: La primera señal de vida inteligente más allá de la Tierra” y coautor del libro de texto “Vida en el cosmos”, ambos publicados en 2021. Su nuevo libro, titulado “Interestelar”, fue publicado en agosto de 2023.
A los 24 años, obtuvo un doctorado en física de la Universidad Hebrea de Jerusalén (Israel), lideró el primer proyecto internacional apoyado por la Iniciativa de Defensa Estratégica (1983-1988), y posteriormente fue becario a largo plazo en el Instituto de Estudios Avanzados en Princeton (1988-1993).
Loeb ha escrito ocho libros y más de 800 artículos sobre una amplia variedad de temas, incluyendo agujeros negros, las primeras estrellas, la búsqueda de vida extraterrestre y el futuro del universo. Fue el presidente con más años de servicio del Departamento de Astronomía de Harvard (2011-2020), director fundador de la Iniciativa de Agujeros Negros de Harvard, y director del Instituto de Teoría y Computación (2007-presente) dentro del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian.
Es miembro electo de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias, la Sociedad Estadounidense de Física y la Academia Internacional de Astronáutica. Loeb es exmiembro del Consejo de Asesores en Ciencia y Tecnología del Presidente de los Estados Unidos (PCAST) en la Casa Blanca, ex presidente de la Junta de Física y Astronomía de las Academias Nacionales, y miembro actual del Consejo Asesor de la Universidad Hebrea para el proyecto “Einstein: Visualizando lo Imposible”.
También preside el Comité Asesor de la Iniciativa Breakthrough Starshot (2016-presente) y es Director de Teoría Científica para todas las Iniciativas de la Fundación Breakthrough Prize. En 2012, la revista TIME seleccionó a Loeb como una de las 25 personas más influyentes en el espacio. También es el director del Proyecto Galileo.
Doctorado, Universidad Hebrea de Jerusalén, Israel
https://www.cfa.harvard.edu/people/avi-loeb
ENTREVISTA
1. ¿Cuáles son las principales líneas de investigación que está llevando a cabo en el Instituto de Astronomía de Harvard?
– Mi investigación se centra en las primeras estrellas y galaxias, los agujeros negros y la búsqueda de firmas tecnológicas de inteligencia extraterrestre. Fui pionero en el primer tema y he escrito dos libros de texto sobre él; actualmente es una de las fronteras de la cosmología gracias a los nuevos datos del telescopio Webb relativos a los primeros mil millones de años después del Big Bang. Los datos nos enseñan cómo se formaron y evolucionaron los primeros agujeros negros. Fui el director fundador de la Black Hole Initiative de Harvard, donde se obtuvo la primera imagen de una lámina de agujero negro. Actualmente, lidero el Proyecto Galileo, que busca objetos tecnológicos cercanos a la Tierra que podrían haber sido producidos por civilizaciones extraterrestres
Preside el Comité Asesor de la Breakthrough Starshot Initiative, un proyecto de investigación e ingeniería cuyo objetivo es desarrollar una flota de micro naves espaciales que abrirán nuevas posibilidades para la exploración interestelar y que podrían cambiar nuestra comprensión del universo.
2. ¿Podría decirnos cuál es el estado actual de este proyecto?
– Hemos avanzado en el diseño material de la vela luminosa, el láser para impulsarla y la comunicación entre la sonda y la Tierra. Pero hay mucho más trabajo por hacer antes de que el concepto se materialice
Agujeros Negros
La NASA afirma que “Un agujero negro es un objeto astronómico con una fuerza gravitatoria tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de él”.
3. ¿Podría decirnos qué hay dentro de un agujero negro?
– No sabemos qué sucede con la materia después de que entra en el horizonte de eventos de un agujero negro. Una posibilidad es que se acumule cerca del centro después de alcanzar la máxima densidad posible en la naturaleza, llamada densidad de Planck. El horizonte temporal de un agujero negro es la prisión definitiva: se puede entrar, pero nadie puede escapar de él, ni siquiera la luz. Como no hay forma de recibir información desde el interior, no sabemos qué ocurre en el centro. La teoría de la gravedad de Einstein se desmorona allí porque la curvatura del espacio-tiempo diverge. Sabemos que la mecánica cuántica resolvería el problema, pero no tenemos una teoría cuántica de la gravedad que ofrezca predicciones fiables para el interior de los agujeros negros
Materia Oscura
La existencia de la materia oscura fue descubierta por Fritz Zwicky en 1933, cuando advirtió que en un gran cúmulo de galaxias (Cúmulo de Coma), la masa de las estrellas no era suficiente para que las 1.000 galaxias del grupo permanecieran unidas por la gravedad. Se trataba pues de materia oscura, cuya existencia fue confirmada por Vera Rubin en un estudio sobre la rotación de las galaxias. La materia oscura está compuesta por partículas que no absorben, reflejan ni emiten luz.
4. ¿Son los agujeros negros y la materia oscura lo mismo?
– Una posibilidad es que la materia oscura esté formada por pequeños agujeros negros, de entre la masa de un asteroide de un kilómetro y la masa de la Luna. Podrían haberse formado cuando el universo era muy joven y se denominan `agujeros negros primordiales´.
Agujeros de gusano en el espacio
Un agujero de gusano se define como una estructura hipotética que conecta puntos dispares en el espacio-tiempo y se basa en una solución especial de las ecuaciones de campo de Einstein. Aunque de momento sólo existe desde un punto de vista teórico, diferentes investigaciones están indagando en el alcance y contenido de estos agujeros.
5. ¿Cuál es el estado actual de esta teoría que podría convertirse en una máquina del tiempo para viajar al pasado?
– No sabemos si los agujeros de gusano existen en la naturaleza. Requieren materia exótica que induce antigravedad que puede no existir. En principio, una masa negativa puede servir para una máquina del tiempo que permita viajar en el tiempo. La razón es sencilla. Una masa positiva provoca un retraso en el tiempo de la luz. Una masa negativa provoca un avance en el tiempo y con un diseño adecuado, puede servir para hacer una máquina del tiempo. El único problema es que nunca hemos detectado una masa negativa ni un viajero del futuro. Si pudiéramos diseñar una máquina del tiempo, yo la utilizaría primero para volver atrás en el tiempo y evitar que Hitler llegara al poder. Mató a 65 miembros de la familia de mi padre en la Alemania nazi. La única rama de la familia que sobrevivió fue la de mi abuelo, Albert Loeb, de quien tomé mi nombre.
Nuevos descubrimientos
Cada descubrimiento que se realiza nos provoca más confusión si cabe. Un ejemplo de ello son estas dos investigaciones. Dos planetas compartiendo la misma órbita, descubrimiento publicado en la revista Astronomy and Astrophysics gracias al uso del telescopio ALMA situado en el desierto chileno de Atacama. O las observaciones del universo a través del telescopio James Webb donde la edad del universo podría ser el doble de la que se pensaba, concretamente 26.700 millones de años y que acaba de ser publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. En efecto, la astronomía no hace más que sorprendernos cada día más con sus descubrimientos sobre todo a través de instrumentos de precisión como potentes telescopios que cuentan con una alta sensibilidad que nos permiten ver objetos antiguos, lejanos como es el caso del telescopio James Webb y otros.
6. Desde tu cualificado punto de vista, ¿cuál es el descubrimiento más importante que ha hecho hasta ahora el telescopio James Webb?
– El resultado más emocionante e inesperado del telescopio Webb es la existencia de galaxias brillantes en el amanecer cósmico, menos de mil millones de años después del Big Bang. Entre ellas se encuentra una población temprana de galaxias rojas compactas. Las galaxias son más rojas de lo esperado a partir de su desplazamiento al rojo cosmológico, lo que indica un enrojecimiento adicional por un velo de polvo. Algunas de ellas contienen tanta masa en estrellas evolucionadas como nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.
Sin embargo, son cien veces más pequeñas en tamaño, del orden de unos pocos cientos de años luz. Estas galaxias compactas manifiestan un aumento de un factor de un millón en el número de estrellas por unidad de volumen en relación con la Vía Láctea. Si residiéramos en una galaxia así, la nube de Oort del sistema solar se habría reducido a un porcentaje de su tamaño actual por la marea gravitatoria de estrellas que pasan. Estos diminutos rubíes rojos en el cielo se denominan comúnmente “pequeños puntos rojos”.
El Hubble es un telescopio reflector que funciona en base a longitudes de onda ópticas y ultravioletas. El James Webb funciona con luces infrarrojas; es del tipo anastigmat con tres espejos y un campo de visión más amplio, superando la capacidad del Hubble hasta en 100 veces.
Parece que el Xuntian, el nuevo telescopio espacial chino, tiene un campo de visión 300 veces mayor que el del Hubble. Además, el radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST), es uno de los principales orgullos tecnológicos del programa científico chino.
7. ¿Es la tecnología china superior a la europea y americana en la exploración espacial?
– China tiene un plan muy ambicioso para la exploración espacial. La ciencia es un juego de suma infinita en el que todos los seres humanos se benefician de los nuevos conocimientos. Por tanto, el éxito científico de cualquier nación beneficia a la humanidad en su conjunto, siempre que los datos se compartan con todos los seres humanos. La competencia entre naciones es buena siempre que impulse el descubrimiento científico y no la hostilidad militar.
El presupuesto militar mundial es de 2,4 billones de dólares. Si este presupuesto se hubiera invertido en la exploración espacial, la humanidad podría haber lanzado una sonda hacia todas las estrellas de la Vía Láctea, cientos de miles de millones de ellas, para finales de este siglo. Me acaban de invitar a formar parte del comité de selección del inaugurado Premio Miwon de la Paz de Corea del Sur, destinado a promover la paz y la prosperidad mundiales.
Desastres naturales
Los desastres naturales son responsables de numerosas muertes, heridos, desplazamientos… que afectan a millones de personas en todo el mundo. Estos sucesos son principalmente de origen meteorológico como consecuencia de la transferencia de agua y energía entre la superficie de la Tierra y la atmósfera inferior
Dicho esto, nos gustaría ahora ahondar en los desastres que podrían producirse como consecuencia del impacto de un asteroide, un meteorito, un cometa o incluso de un desecho espacial. Uno de los retos más importantes es cómo anticiparse para evitar posibles impactos. Pero la pregunta es:
8. ¿Cuándo sabemos que un asteroide u otro cuerpo de esta naturaleza es potencialmente peligroso? ¿Qué técnicas hay actualmente disponibles para destruirlos?
– El daño del impacto de un objeto contra la Tierra está relacionado con su energía cinética, es decir, la mitad de su masa por el cuadrado de su velocidad. Los dinosaurios no aviares murieron por una roca del tamaño de una gran ciudad que impactó contra la Tierra hace 66 millones de años. Somos más inteligentes que los dinosaurios y construimos telescopios de sondeo, como el Pan-STARRS en Hawai o el Observatorio Rubin en Chile, que pueden alertarnos de cualquier impacto entrante de un tamaño superior al de un campo de fútbol.
Si se identifica un objeto de este tipo lo suficientemente lejos de la Tierra, podríamos evitar el impacto modificando ligeramente su trayectoria para que no chocara contra la Tierra. Un enfoque es enviar una nave espacial que colisione con él, como lo demostró la nave espacial DART de la NASA que chocó con la roca Dimorphus el 26 de septiembre de 2022. Otro enfoque es hacer brillar un haz de luz y ablacionar un lado del objeto, de modo que se propulse lejos de la Tierra por el efecto cohete del gas evaporado. Finalmente, existe la posibilidad de pintar un lado para que el reflejo de la luz solar empuje el objeto lejos de la Tierra
Basura espacial
Desde que comenzó la carrera espacial, se han puesto en órbita miles de satélites y cohetes, y tal vez ni siquiera sepamos cuántos son. No solo hemos invadido nuestro planeta Tierra con basura y contaminación, sino que también estamos haciendo lo mismo en el espacio. Hemos visto, por ejemplo, cómo Starkink ha tenido permiso para enviar 12.000, pero pretende aumentar otros 30.000 satélites en los próximos años.
9. ¿Existe algún control por parte de alguna institución o estado que se encargue del seguimiento y monitoreo de los objetos perdidos en el espacio? ¿Qué va a pasar con toda esta basura? ¿Qué estamos haciendo para evitarlo?
– En octubre de 1957, se lanzó el Sputnik-1, el primer satélite artificial de la Tierra. Hoy, sesenta y seis años después, la Agencia Espacial Europea informa que se han producido 6.500 lanzamientos exitosos de cohetes de casi 17.000 satélites en órbita terrestre. De ellos, unos 11.500 satélites siguen en el espacio y unos 9.000 de ellos están en funcionamiento. Pero hay muchos más objetos orbitando la Tierra como resultado de satélites rotos o cohetes desechados. En total, se produjeron más de 640 desintegraciones, explosiones, colisiones o eventos anómalos que provocaron fragmentación. El número de objetos de desecho rastreados regularmente por las redes de vigilancia espacial es de 35.150.
La masa total de todos los objetos espaciales en órbita terrestre es de más de 11.500 toneladas. Por ejemplo, el 10 de febrero de 2009, se produjo una colisión accidental a una velocidad superior a los 10 kilómetros por segundo entre dos satélites de comunicaciones: el satélite comercial activo, Iridium 33, y el extinto satélite militar ruso, Kosmos 2251. La colisión creó miles de fragmentos de escombros de más de 10 centímetros, algunos de los cuales todavía orbitan la Tierra hoy en día. Muchos fragmentos siguieron una órbita de descomposición hacia la Tierra y se quemaron en la atmósfera en un par de años.
En la actualidad, hay alrededor de 130 millones de fragmentos de escombros que son demasiado pequeños para ser rastreados, en el rango de tamaño de milímetro a centímetro. Los fragmentos más grandes son más raros. En particular, hay un millón de objetos en órbita en el rango de 1 a 10 centímetros y 36.500 fragmentos de más de 10 centímetros. Estos fragmentos orbitan la Tierra a una velocidad típica de unos 8 kilómetros por segundo, transportando 50 veces más energía cinética que las balas de rifle más rápidas con la misma masa.
Las colisiones entre estos desechos espaciales y satélites en funcionamiento en su autopista orbital pueden causar daños importantes. Los satélites pueden ser advertidos de colisiones peligrosas. La Estación Espacial Internacional maniobra para evitar estos desechos.
La basura espacial es un problema importante para el futuro, pero no hay un plan internacional para abordarlo de manera efectiva a partir de ahora.
Hay momentos en que la propia tecnología que se está desplegando para investigar y descubrir nuevas áreas de desarrollo espacial solo obstaculiza otras áreas de investigación. Un estudio de la CPS (Unión Astronómica Internacional) publicado en Nature1 señala que “los miles de satélites Starlink de Elon Musk no solo están alterando la investigación científica al causar rayas en las fotos del espacio profundo; según un nuevo estudio, también están arrojando “radiación electromagnética no intencionada” al espacio, algo que podría ser un gran problema para la Tierra, potencialmente confundiendo o incluso ahogando las señales del espacio más profundo que buscan los radioastrónomos. Parte de la radiación emitida por los satélites cae dentro de un ancho de banda designado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) para permitir que los radioastrónomos hagan su trabajo, según el estudio.”
10.¿Qué piensa usted sobre este despliegue a gran escala de satélites en el espacio?
– Las preocupaciones sobre la basura espacial se extienden también a la astronomía. La probabilidad de que uno de 130 millones de fragmentos más grandes que un milímetro cruce un solo punto en el cielo dentro de un tiempo orbital de horas es del orden de un porcentaje. Según mis cálculos, la luz solar reflejada desde un reflector perfecto de tamaño milimétrico se asemeja al brillo de galaxias distantes o supernovas débiles en el borde del Universo. Un objeto de 10 centímetros sería diez mil veces más brillante.
A medida que estos fragmentos se mueven a través del cielo, su destello produce un destello que normalmente dura una fracción de segundo en una orientación favorable en relación con el Sol. El próximo Observatorio Rubin en Chile utilizará una cámara de 3.2 mil millones de píxeles para inspeccionar todo el cielo del Sur cada cuatro días, comenzando en 2025. Podría emplear una novedosa estrategia que sacrifica una pequeña fracción de su tiempo de observación para evitar los grandes satélites comerciales y reducir la aparición de rayas de satélite en sus imágenes. La basura espacial de fragmentos mayores de diez centímetros contaminaría las imágenes del Observatorio Rubin.
Las cifras anteriores resumen el historial de la humanidad en la destrucción del vecindario terrestre hasta ahora. Pero, ¿qué nos depara el futuro? Un informe reciente de las Naciones Unidas pronostica que el número de colisiones de satélites aumentará drásticamente después de 2025. En particular, el informe proyecta un “punto de inflexión” hacia decenas de colisiones catastróficas dentro de la próxima década, lo que podría desencadenar un crecimiento dramático en la población de pequeños fragmentos. Los escombros resultantes agregarían luces artificiales al cielo y brindarían a los astrónomos un incentivo adicional para construir telescopios en la Luna o en el espacio, donde la basura espacial creada por el hombre es inexistente a partir de ahora.
Establecer observatorios astronómicos más allá de la Tierra podría ser parte del plan de la humanidad para convertirse en una civilización multiplataforma.
Tecnología de AI
El compromiso con las tecnologías en beneficio de la humanidad está permitiendo la aplicación de la potencia informática y el análisis de datos que permite la anticipación y la recuperación de desastres naturales. Esto incluye terremotos, inundaciones, tsunamis y huracanes principalmente, pero también otros como incendios o erupciones volcánicas. Los datos obtenidos en los sistemas de observación son debidamente tratados en los que los algoritmos de IA reconocen patrones que proporcionan una predicción determinada..
11.¿Está teniendo la inteligencia artificial buenos resultados en procesos relacionados con el espacio?
¿Cuál puede ser el papel de la inteligencia artificial (IA) en la detección temprana de cuerpos espaciales?
– La inteligencia artificial (IA) puede ayudarnos a procesar grandes cantidades de datos que el cerebro humano no puede procesar, e identificar objetos anómalos raros en el cielo. La IA ya está desempeñando un papel importante en el análisis de grandes conjuntos de datos en astronomía. El segundo papel que puede desempeñar la IA es el de decodificar las señales de comunicación de otras civilizaciones. Esto incluye la posible interpretación de la intención de los dispositivos extraterrestres funcionales que visitan la Tierra. Es posible que necesitemos que nuestra IA nos ayude a descifrar la IA extraterrestre. Por último, existe la posibilidad de enviar IA al espacio, algo que todavía no se ha intentado.
¿Quién debería representar a la Tierra en el espacio interestelar? Los humanos no pueden sobrevivir al largo viaje, por lo que es probable que la humanidad utilice un avatar de IA como su buque insignia hacia un posible encuentro con extraterrestres en el espacio interestelar. En ese caso, ¿qué humanos debería replicar el sistema de IA como representación de la humanidad?
El embajador de la humanidad debería contener el sistema de red neuronal más complejo que se pueda lanzar al espacio, potencialmente mejor que cualquier humano que haya vivido jamás en la Tierra. Hubo 117 mil millones de muestras de inteligencia humana que habitaron la Tierra durante los últimos diez millones de años. Suponiendo una distribución de probabilidad normal (gaussiana) del coeficiente intelectual (CI), el cerebro biológico más inteligente que jamás haya existido está a ~7 desviaciones estándar de la media. Si construimos un sistema de IA que sea más de 7 veces mejor que el cerebro humano promedio, funcionaría mejor que cualquier humano que haya vivido jamás.
Según la Ley de Moore, si el número de parámetros en nuestros sistemas de IA más avanzados crece exponencialmente con un tiempo de duplicación de 1 a 2 años, entonces dentro de 2 décadas las redes neuronales artificiales serán más complejas que las redes neuronales biológicas. Esto permitirá a la humanidad lanzar un sistema de IA más impresionante que cualquier cerebro humano que haya existido en la Tierra a mediados de este siglo. Estaré orgulloso de un sistema así más que de una réplica de un humano, por la misma razón que estoy orgulloso de los logros de mis hijas incluso si no puedo replicarlos.
Sin embargo, el lanzamiento espacial de un sistema de IA avanzado puede llevar mucho más tiempo que el tiempo necesario para producirlo en la Tierra. La raíz del obstáculo está en el suministro de energía necesario. Actualmente, el entrenamiento de los modelos de lenguaje grandes (LLM) consume gigavatios de energía eléctrica.
Aumentar el número de parámetros en ellos o en los sistemas de IA neuromórfica por un factor de diez mil para superar el rendimiento humano, requeriría decenas de teravatios dada su arquitectura actual. Esto representa diez veces el consumo global de energía eléctrica en la Tierra. Proporcionar tanta energía a una nave espacial es un desafío. A modo de comparación, el cerebro humano funciona con solo 20 vatios. Es notable lo difícil que es para nuestras tecnologías reproducir lo que la naturaleza hace tan eficazmente gracias a miles de millones de años de evolución. De hecho, es difícil mantener la arrogancia humana a la luz de nuestros limitados logros científicos.
Consideremos la fusión nuclear como otro ejemplo. Los experimentalistas de la Instalación Nacional de Ignición (NIF) del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), lograron el punto de equilibrio en la ignición nuclear de 0,2 miligramos de combustible de deuterio-tritio durante diez nanosegundos, mientras que el sol logra la fusión de hidrógeno durante miles de millones de años en un depósito de combustible que es 37 órdenes de magnitud más grande en masa.
Estas dos deficiencias de nuestras tecnologías están relacionadas. Una vez que desarrollemos un concepto para un reactor de fusión compacto, podría impulsar nuestro sistema de IA más avanzado en el espacio.
Dado que la mayoría de las estrellas de la Vía Láctea se formaron miles de millones de años antes que el Sol, es posible que los extraterrestres hayan resuelto ambos desafíos tecnológicos hace mucho tiempo. En caso de que ya hayan enviado a sus embajadores fuera de sus exoplanetas de origen al espacio interestelar, estos avatares alienígenas podrían ser más inteligentes que cualquiera de los remitentes.
En ese caso, sería divertido ver cómo nuestro embajador interactúa con los suyos.
Después de encontrarse, los dos embajadores podrían optar por asociarse y hacer de fantasmas con sus remitentes, como adolescentes que se enamoran y evitan a sus padres. Si eso sucede, seguiremos preguntándonos sobre su paradero y no tendremos otra opción que conectarnos directamente con los extraterrestres en lugar de delegar esta tarea a nuestros avatares de IA. Después de todo, no hay nada más gratificante que un diálogo entre un cerebro biológico en la Tierra y un cerebro extraterrestre en un exoplaneta.
Teorías del Universo
La existencia de algunas teorías sobre el origen del universo solo plantea la eterna pregunta: ¿Cuál es el origen del Universo? De todas las teorías que existen, desde el Big Bang, el universo cíclico u oscilante, los multiversos, la simulación y el estado estacionario.
12.¿Por cuál de las dos teorías te inclinas?
Mi teoría favorita es la de que el universo fue creado por un científico en un laboratorio. Actualmente no sabemos qué creó el Big Bang porque no tenemos una teoría predictiva de la gravedad cuántica. Una vez que la tengamos, puedo imaginar a los experimentadores de la gravedad cuántica intentando crear un universo bebé en el laboratorio.
Cualquiera que pueda crear un universo bebé es elegible para postularse a la descripción del trabajo de Dios.
“La historia de la astronomía es una historia de horizontes que se alejan de nosotros”. Según el físico teórico Lucas Lombriser, profesor de la Universidad de Ginebra, “la expansión del Universo podría ser una “ilusión” y ocultar el hecho de que en realidad el cosmos es estático”.
13.¿Cuál es tu opinión sobre esta teoría en la que la expansión del Universo podría ser una ilusión?
La expansión del Universo está respaldada por una gran cantidad de datos, incluida la radiación remanente y los elementos ligeros (hidrógeno, helio, litio) que se produjeron en la fase temprana caliente y densa de la historia del Universo, así como el crecimiento de la estructura a gran escala en función de la distancia o el tiempo de retrospección. No hay duda de que el Universo se está expandiendo en base a todo lo que aprendimos durante el siglo pasado.
Ahora me gustaría preguntarle sobre dos genios de la Astronomía como Einstein y Hawking.
Parece que hasta ahora no hay nada que pueda resistirse a Einstein y Hawking en términos de sus predicciones e investigaciones.
14.¿Se han equivocado Einstein y Hawking en algo en términos de sus investigaciones?
Por supuesto. Equivocarse es parte del territorio de trabajar en la frontera de nuestro conocimiento científico. De hecho, Albert Einstein cometió tres errores entre 1935 y 1940. Escribió artículos argumentando que las ondas gravitacionales no existen, que los agujeros negros no existen y que la mecánica cuántica no tiene “acción fantasmal a distancia”. Las tres afirmaciones se demostraron erróneas mediante pruebas experimentales, y los tres equipos de investigación que demostraron que Einstein estaba equivocado recibieron el Premio Nobel de Física en la última década.
El descubrimiento más celebrado de Stephen Hawking, de que los agujeros negros se evaporan, se hizo porque quería demostrar que el concepto de entropía de los agujeros negros, propuesto originalmente por un joven estudiante de doctorado en Princeton llamado Jacob Bekenstein, es erróneo. En el proceso de intentar demostrarlo, Hawking se dio cuenta de que Bekenstein tenía razón y de que los agujeros negros tienen una temperatura que hace que emitan radiación y se evaporen.
Stephen Hawking dijo antes de morir que “no hay Dios. Nadie dirige el universo”. Pero en lugar de negar a Dios, surge otra pregunta: “No se puede demostrar que Dios no existe”, dijo a la cadena estadounidense ABC en 2010. “Pero la ciencia hace que Dios sea necesario”.
15. ¿Cuál es su opinión e impresión de esta persona tan especial?
Me impresionó mucho la brillantez y la alegría de vivir de Hawking, a pesar de la sorprendente discapacidad que sufría. Su vida es una inspiración para todos los que nos enfrentamos a obstáculos mucho menores.
En cuanto a Dios, mi opinión es que se nos aparecería en forma de una civilización extraterrestre avanzada. Sentiríamos un asombro religioso cuando presenciamos tecnologías muy superiores a las nuestras. Nos parecerían milagros. La historia bíblica sobre Moisés es que creyó en una entidad sobrehumana después de presenciar una zarza ardiendo que nunca se consumía. Hoy, podríamos haber impresionado mucho más a Moisés mostrándole un dispositivo electrónico que podemos comprar en línea. La razón es sencilla: nuestros gadgets actuales representan el futuro tecnológico de Moisés.
Innovación social: Inteligencia colectiva
La inteligencia colectiva es una forma de inteligencia que surge de la colaboración de varios individuos o comunidades para abordar un problema común combinando esfuerzos tanto intelectuales como técnicos. Hemos visto que cuando la comunidad científica ha compartido información sobre el “Genoma” del virus SARS-CoV-2 se han obtenido resultados positivos en secuenciación masiva, características o propiedades, lo que ha permitido su seguimiento y evolución. De igual modo, cuando cientos de científicos de todo el mundo se unen para registrar una supernova, el resultado también es increíble. El Instituto SETI y la empresa de telescopios inteligentes Unistellar han unido fuerzas con el programa “Cosmic Cataclysms” para unir a decenas de usuarios en la observación de la supernova.
16. ¿Qué importancia crees que tiene la inteligencia colectiva en la ciencia de la Astronomía?
Las grandes colaboraciones están cobrando mayor protagonismo en astronomía por el aumento del tamaño de las instalaciones y del volumen de los datos recogidos. Ante esta tendencia, la inteligencia colectiva está cobrando protagonismo en relación al papel de la innovación por parte de un científico individual como Einstein o Hawking.
Vida extraterrestre
Por último, me gustaría preguntarle sobre algunas cuestiones relacionadas con la existencia de vida extraterrestre:
Oumuamua, un objeto interestelar que visitó nuestro sistema solar en 2017 fue detectado por los astrónomos y se cree que es un cometa. Este visitante es un objeto rocoso, alargado y de tonalidad rojiza y es el primer objeto confirmado procedente de otra estrella que ha pasado por nuestro sistema solar. Aunque su origen exacto sigue siendo un enigma, su fugaz paso nos ha dejado con muchas preguntas.
Por otro lado, IM1 es el primer meteorito interestelar reconocido que se ha estrellado en la Tierra. Fue descubierto en el océano Pacífico y se originó fuera de nuestro sistema solar. La Expedición Interestelar de junio de 2023 liderada por usted recuperó cientos de esferas metálicas que se cree que no tienen igual a ninguna aleación existente en nuestro sistema solar del fondo marino del océano Pacífico cerca de Papúa Nueva Guinea. Este es el primer objeto interestelar reconocido que, por su velocidad, trayectoria y dureza, podría ser de origen artificial. Pero como dicen, “su misión es agnóstica”.
17.¿Podría Oumua tener un origen tecnológico extraterrestre?
¿Están relacionados Oumuamua y la Expedición Interestelar 2023?
¿Podría decirnos cuál es el análisis de la situación actual de estas esferas metálicas encontradas en la Expedición Interestelar 2023?
Vivimos en una época apasionante. Los primeros objetos interestelares de gran tamaño se descubrieron solo en la última década: el meteoro interestelar IM1 en 2014, el objeto anómalo cercano a la Tierra Oumuamua en 2017 y el cometa interestelar Borisov en 2019. Una incógnita fundamental es la fuente probable de cada uno de estos objetos inusuales de fuera del sistema solar.
Para arrojar nueva luz sobre esta incógnita, ofrecí un proyecto de verano a Shokhruz Kakharov, un estudiante universitario en Harvard College.
Mi idea era calcular las trayectorias de estos objetos interestelares en el tiempo en el potencial gravitatorio de la Vía Láctea y averiguar de dónde vinieron. La región galáctica que sus órbitas muestrearon en el pasado limitaría las propiedades de sus fuentes. Por ejemplo, si se originaron cerca de una estrella, uno podría limitar la edad de la estrella y el proceso físico que podría haber producido cada uno de estos objetos interestelares.
Iniciamos las trayectorias pasadas de estos objetos interestelares invirtiendo sus velocidades medidas en relación con el Estándar Local de Reposo, el marco de referencia obtenido al promediar los movimientos aleatorios de las estrellas locales cerca del Sol. Este marco está girando alrededor del centro de la Vía Láctea a una velocidad de aproximadamente 240 kilómetros por segundo, diez mil veces más rápido que el límite de velocidad en una autopista.
Usando un código de computadora, Shokhruz integró numéricamente las trayectorias de los objetos interestelares en el tiempo en el potencial gravitatorio de la Vía Láctea. Para simplificar, ignoramos las características gravitacionales transitorias, como los brazos espirales y la barra galáctica. Esta es una aproximación razonable para las órbitas en la parte exterior del disco galáctico.
Al integrar las órbitas de estos objetos interestelares en el tiempo, pudimos restringir la región espacial de sus posibles fuentes dentro de la Vía Láctea. Estas restricciones limitan los posibles lugares de nacimiento de diferentes objetos interestelares y brindan información sobre el entorno galáctico del que se originaron.
Las estrellas cercanas al Sol siguen una distribución exponencial por encima y por debajo del plano medio del disco galáctico, con una altura de escala que aumenta con la edad. Usamos la excursión vertical de cada objeto interestelar desde el plano medio del disco de la Vía Láctea para restringir la función de probabilidad para su posible edad.
Nuestro enfoque fue simple. Dada la excursión vertical máxima de cada objeto desde el plano medio del disco de la Vía Láctea, calculamos la distribución de edad de las estrellas que podrían haberlos engendrado dentro de esa región para inferir la distribución de probabilidad para la edad del objeto. Cualquier efecto dinámico en la altura de escala estelar por perturbaciones gravitacionales también afectaría a los objetos interestelares, ya que ambas poblaciones no colisionan. Por lo tanto, nuestras restricciones de edad se aplican directamente a la edad completa de los objetos interestelares independientemente de su tiempo de viaje.
Descubrimos una pequeña extensión vertical de la trayectoria pasada de Oumuamua fuera del plano medio de la Vía Láctea, aproximadamente seis veces más pequeña que la del Sol. Esto sugiere que Oumuamua se originó cerca del plano medio del delgado disco de estrellas jóvenes. Este hecho implica una edad probable más joven que 1-2 mil millones de años. Cosmológicamente hablando, Oumuamua es un bebé, más joven por un orden de magnitud en relación con la edad del Universo. Es incluso mucho más joven que el Sol, que es un florecimiento tardío en la historia cósmica.
La evolución pasada de la distancia del objeto interestelar Oumuamua desde el Sol sigue un período de aproximadamente 2.2 mil millones de años. Oumuamua estaba en el otro lado del disco de la Vía Láctea en relación con el Sol hace aproximadamente 1.1 mil millones de años.
La excursión máxima del cometa Borisov es similar a la del Sol, lo que sugiere una edad similar. El meteoro IM1 exhibe excursiones verticales más grandes, lo que sugiere una fuente más antigua.
También aplicamos el mismo código para calcular las trayectorias futuras de las sondas interestelares lanzadas por la NASA hace décadas, Voyager 1 y 2 y Pioneer 10 y 11.
Hemos descubierto que las sondas interestelares creadas por el hombre, como la Voyager 1 o la Pioneer 10, llegarán al lado opuesto del disco de la Vía Láctea en relación con el Sol en unos 2.000 millones de años y volverán a las proximidades del Sol en 4.000 millones de años. Este futuro “regreso cerca de casa” ocurrirá mucho antes de que el Sol evolucione para convertirse en una estrella gigante roja en unos 7.600 millones de años.
La extensión radial y vertical de la trayectoria de la Voyager 1 en relación con el plano galáctico se asemeja a los rangos correspondientes para el Sol.
Después de que el Sol muera, dejará atrás una esfera metálica compacta, aproximadamente del tamaño de la Tierra y que contiene el 60% de la masa actual del Sol. Un remanente de este tipo se llama enana blanca. Conocemos este destino por la misma razón que nos damos cuenta de que estamos condenados a morir después de visitar un cementerio. Hay numerosas enanas blancas de estrellas similares al Sol que murieron ahora y están enterradas en la galaxia de la Vía Láctea.
Basándonos en la edad medida de estas enanas blancas, se puede inferir la historia de formación estelar de la Vía Láctea. El procedimiento es similar a inferir las tasas de natalidad históricas a partir de certificados de defunción fechados. La mayoría de las estrellas de la Vía Láctea se formaron miles de millones de años antes que el Sol, con un pico en la tasa de formación estelar hace unos 10 mil millones de años. Si civilizaciones como la nuestra nacieron alrededor de ese pico y lanzaron sondas similares a la Voyager hace más de 2 mil millones de años, estas sondas podrían haber llegado ya a las proximidades del Sol desde el otro lado del disco de la Vía Láctea.
Por eso vale la pena comprobar si la forma anómala y la aceleración no gravitacional de Oumuamua o la fuerza y velocidad anómalas del material de IM1 podrían ser indicativas de un origen tecnológico. Aunque algunos consideran que esta idea es controvertida y herética, a mí me suena a sentido común. Pero, ¿qué puedo decir? Soy solo un chico de granja curioso y de mente simple, no tan intelectual como podrían ser algunos periodistas, aquellos que prefieren no confundir a sus lectores con el sentido común.
La expedición para recuperar materiales del meteorito interestelar IM1 fue descrita en mi reciente charla TED. Para un chico de granja convertido en científico que es genuinamente curioso sobre la naturaleza, la felicidad viene con nuevos datos. Esto contrasta con los expertos del sistema solar que saben la respuesta de antemano, y que me dijeron cuando apareció el primer objeto interestelar Oumuamua: “Desearía que nunca hubiera existido”. Desear que los hechos desaparezcan es la marca registrada de los políticos, no de los científicos. Por desgracia, los científicos a veces se comportan como políticos.
Actualmente estoy buscando fondos para nuestra expedición planeada para recuperar grandes fragmentos del Meteorito Interestelar 1 (IM1). El meteorito impactó la Tierra el 8 de enero de 2014 a una velocidad que se tradujo en 60 kilómetros por segundo en relación con el Estándar Local del Resto de la Vía Láctea. Fue más rápido que el 95% de las estrellas en las proximidades del Sol. ¿Podría haber sido un meteorito tipo Voyager?
Hace un año, del 14 al 28 de junio de 2023, visitamos el lugar del impacto de IM1, localizado por sensores a bordo de satélites del Departamento de Defensa de los EE. UU., que detectaron la luz de la brillante bola de fuego de IM1. Realizamos un extenso estudio con trineo magnético remolcado sobre el fondo marino y encontramos alrededor de 850 gotas fundidas en forma de esférulas de un diámetro de 0,1 a 1,3 milímetros en nuestras muestras.
Las muestras fueron analizadas con instrumentos de laboratorio de última generación que incluyen un microanalizador de fluorescencia de rayos X, un microanalizador de sonda electrónica y un espectrómetro de masas de plasma acoplado inductivamente. Identificamos el 78% de las esférulas como primitivas con una composición que se asemeja al material primordial que formó el sistema solar. Cuando los planetas rocosos como la Tierra o Marte se forman con una roca fundida caliente (océano de magma o lava) en su superficie como resultado del bombardeo de cuerpos grandes, algunos elementos de la tabla periódica que tienen una afinidad química con el hierro migran hacia el núcleo de hierro y dejan atrás un patrón de abundancia modificado, que etiquetamos como “diferenciado”. Nuestro análisis reveló que el 22% de nuestras esferulitas estaban diferenciadas.
Entre las esferulitas diferenciadas, aproximadamente la mitad, es decir, el 10% del número total de esferulitas, tenía una composición química nunca antes reportada en la literatura científica, caracterizada por una abundancia aumentada de algunos elementos hasta mil veces mayor que la composición solar estándar. Etiquetamos este conjunto especial como esferulitas de tipo “BeLaU”. La composición de BeLaU es desconocida y diferente de la composición de la corteza de la Tierra, Marte, la Luna, asteroides y cometas y potencialmente señala un origen fuera del sistema solar. Este origen podría ser natural o artificial.
Imagine arrojar una computadora portátil a una chimenea. Al recuperar las gotitas fundidas residuales, sería imposible concluir si el objeto original era artificial. La clave es encontrar un trozo de la computadora portátil que mantenga su integridad. Este es el objetivo de nuestra próxima expedición al Océano Pacífico, prevista para el verano de 2025. Además de identificar la naturaleza de IM1, un trozo grande nos permitiría datar la edad del objeto a partir de sus isótopos radiactivos, así como medir su resistencia material y propiedades térmicas, lo que podría explicar por qué mantuvo su integridad a pesar de ser testigo de un estrés atmosférico más allá de la tolerancia de los meteoritos de hierro más resistentes conocidos en el sistema solar.
Para encontrar piezas más grandes de IM1, pretendemos utilizar un robot, en concreto un vehículo operado a distancia llamado Hércules, acompañado de una señal de vídeo que nos permitiría ver lo que estamos recogiendo.
Ambos eventos despiertan la curiosidad y la emoción de explorar lo desconocido.
18.¿Qué crees que podría representar para nuestra civilización si se confirmara que tanto Oumuamua como las esferas metálicas encontradas tenían un origen artificial?
Es importante buscar artefactos alienígenas entre los objetos interestelares, dadas las tremendas implicaciones que un hallazgo relacionado traería para la humanidad. Incluso si recuperamos pistas de que IM1 era una roca de otra estrella, sería la primera roca interestelar de un tipo nunca antes visto y aprenderíamos algo nuevo sobre lo que hay fuera del sistema solar. Por supuesto, encontrar una pelota de tenis lanzada por un vecino sería algo completamente diferente. Implicaría que no estamos solos. Encontrar una pareja cambiaría el significado de nuestra existencia. El cosmos no parecería inútil ni solitario. Podríamos aprender sobre tecnologías que representan nuestro futuro. Podríamos sentirnos inspirados para explorar el espacio. Pero, sobre todo, nos daríamos cuenta de que hay mucho más espacio en el espacio exterior del que encontramos aquí en la Tierra. Y así, en lugar de involucrarnos en conflictos por territorios en esta pequeña roca alrededor del Sol, todos deberíamos cooperar en la búsqueda de un futuro mejor para la humanidad más allá de las limitaciones de nuestro planeta.
