Un univers inflacionari

Feia temps que em rondava pel cap. I no em decidia per manca de temps, i, si us sóc sincer, per mandra.

La cosa és que una de les preguntes (de divisió avançada) que rebo en algunes conferències és sobre el Big Bang i, en especial, sobre una de les modificacions més impactants que han completat aquest model. L'anomenada inflació.

Ara us comentaré això de la mandra i la manca de temps. Però abans deixeu-me que us expliqui què és la inflació i el perquè el model del Big Bang la necessita.

Us convido, per tant, a acompanyar-me en un recorregut cap als primers instants de l'univers, que passa, abans, per a remuntar-nos curiosament fins a començaments del segle XX.

Els científics del segle passat majoritàriament creien que l'univers era estàtic, és a dir, que ni s'expandia ni es contreia. Era el corrent de pensament ortodox, i en aquells moments no hi havia res que fes sospitar el contrari. El mateix Einstein ho creia.

Vet aquí que aquest geni va crear la teoria de la relativitat general, un relat extraordinari de com funciona la gravetat i l'univers a gran escala. Les fórmules que va derivar li deien, li cridaven, que l'univers no ho podia ser d'estàtic. Que era dinàmic. Però ell no se les va creure (a les seves fórmules!), de forma que les va modificar artificialment per a fer que donessin, com a resultat, un cosmos feliçment estàtic.

Varen ser altres els que, emprant les fórmules de l'alemany, varen defensar un univers en expansió. Entre ells, un clergue belga, de nom George Lemaître.

Eren els rebels. Els que lluitaven contra l'ordre establert. Deien que si l'espai ara s'expandia, rebobinant el temps un podria arribar a un moment zero. A un inici.

Tot això passava durant les 2 primeres dècades del segle XX. I cap a finals dels anys 20, l'astrònom americà Edwin Hubble comprovava, experimentalment, que l'univers efectivament s'expandia. Era la confirmació que els rebels tenien raó, i Einstein havia d'admetre el seu error (un error genial, la veritat: haver parit un instrument matemàtic que et deia coses tan inesperades que ni ell s'ho podia creure!)

Hubble va notar com (quasi) totes les galàxies que observava s'allunyaven de nosaltres. I també va observar que, com més allunyada estava una galàxia, més ràpid s'allunyava! Era el model perfecte del globus que s'infla.

Si tu bufes un globus, sobre el qual has dibuixat petits cercles de color, veuràs com tots els cercles s'allunyen de tots. I també notaràs que, si et situes mentalment sobre una de les galàxies, observaràs que les demés s'allunyen de tu quan s'infla el globus. S'allunyen a més velocitat com més lluny estan dibuixats.

Aquell descobriment va significar un triomf per al model del Big Bang. Però no tots estaven encara convençuts.

El gran astrofísic britànic Sir Fred Hoyle no hi estava d'acord. Ell seguia defensant un model estàtic i etern del cosmos. I va ser ell, qui, en un programa de ràdio de la BBC allà pels anys 30 del segle passat, va voler mofar-se del model rebel, i el va anomenar despectivament "Big Bang", la gran explosió.

Ves per on, Hoyle li va fer una enorme operació de marketing al nou model cosmològic, ja que li va inventar un nom que, de seguida, va calar i que ha perdurat fins ara.

El segon gran triomf del Big Bang va arribar l'any 1965. Dos físics americans estaven provant una antena de comunicacions prop de New Jersey, quan varen notar una molesta interferència que rebien del cel. Primer varen pensar que era provocada per la ciutat, però la cosa és que la seguien rebent apuntessin on apuntessin. Aquella interferència era, a més, extraordinàriament homogènia: des de punts allunyats del cel arriba pràcticament la mateixa radiació a la mateixa temperatura.

No es va trigar gaire en relacionar aquesta descoberta totalment casual amb el model del Big Bang. Els cosmòlegs havien predit que, poc després del moment zero de l'univers (uns 380.000 anys després), s'hauria alliberat una radiació, una llum d'altíssima energia que ompliria l'espai i que, degut a l'expansió de l'univers, s'hauria refredat extraordinàriament i ens arribaria avui en forma de vulgars i fredes microones.

Els cosmòlegs varen saltar d'alegria. Allà al davant tenien la confirmació de la predicció. I els 2 físics, en Penzias i en Wilson, també varen saltar d'alegria, ja que els va caure un Nobel del cel.

Per si el model no en tingués prou amb això, poc a poc els astrofísics varen anar quadrant, un a un, els fets que s'observen a l'univers amb el model del Big Bang. Fins i tot, la mateixa composició del cosmos era perfectament predita pel nou model. Extraordinari (a pesar de tot, Fred Hoyle va morir sense mai acceptar-ho).

Les fórmules matemàtiques, provinents de la relativitat general, que explicaven el Big Bang es van convertir en una eina fantàstica. Unes fórmules amb les que un podia jugar a simular universos, que s'expandien per sempre, o que s'acabaven col·lapsant. Fórmules que semblaven explicar a la perfecció el nostre univers.

Però la perfecció cotitza molt cara. I no es va trigar en admetre que hi havia alguna qüestió de detall que el Big Bang no acabava de resoldre. I allò resultava força molest.

Una de les pegues que es va identificar va ser la que rep el nom del problema de l'horitzó.

I diu així.

En cosmologia, diem horitzó (de partícula) a la regió de l'espai que conté tots els objectes que han tingut temps de fer-nos arribar la seva llum des de l'inici de l'univers. En altres paraules, actualment el nostre horitzó equivaldria al que anomenem univers observable. Una immensa regió del cosmos, a la que vulgarment ens referim com a ... univers.

Si us sembla complicat, no abandoneu si us plau l'article. És més senzill del que sembla.

Com sabeu, la llum viatja a una velocitat constant. És un ritme enorme, prop de 300.000 km a cada segon. Però tot i ser gegantina, aquesta velocitat és finita. I per obligació triga molt de temps en poder creuar les grans extensions del cosmos.

Imagina't per un moment que l'univers de debò és molt, però molt més gran que el que nosaltres anomenem univers. Les galàxies que es trobin molt lluny ens seran invisibles, simplement perquè la seva llum encara no ens haurà arribat. Haurà estat viatjant a tota pastilla (a la velocitat de la llum) cap a nosaltres, però en els 13.800 milions d'anys de vida que li calculem a l'univers encara no ens haurà arribat. Direm que aquesta galàxia és fora del nostre horitzó, fora de la nostra possibilitat d'observació.

La importància de l'horitzó de partícula és enorme, i no simplement per una qüestió observacional.

Si dues partícules es volen posar d'acord i presentar la mateixa temperatura, és obligat que quelcom les comuniqui i que transfereixi energia (calor) d'una a l'altra fins a equilibrar-les. I no hi pot haver un "quelcom" més veloç que la llum.

Això vol dir que un pot arribar-se a creure que tot allò que és dins l'horitzó de partícula pugui assolir, aproximadament, la mateixa temperatura. Simplement perquè la llum ha tingut temps de viatjar i posar en contacte els objectes dins l'horitzó (aquesta és, precisament, la definició d'horitzó).

Però una cosa és creure's això, i una altra, ben diferent, és creure's que objectes que es trobin més allunyats entre si que els seus respectius horitzons hagin pogut establir uniformitat tèrmica. Com ho han pogut fer, si ni la llum ha tingut temps de posar-los en contacte i equilibrar temperatures?

I aquí és on apareix el problema de l'horitzó. Resulta que quan un observa la radiació que van detectar en Penzias i en Wilson, anomenada radiació còsmica de microones, veu que és extraordinàriament homogènia. Fins i tot quan apunta els instruments a 2 punts del cel diametralment oposats, a la dreta i a l'esquerra. I la decepció és gran... perquè és fàcil adonar-se que aquests 2 punts mai no han tingut temps de posar-se en contacte!

No abandonis encara. Aguanta una mica més, que la cosa s'anirà concretant (espero).

Tornem un moment a la definició d'horitzó de partícula. Ens podríem imaginar que som al centre i que estem rodejats per una gran esfera que conté tot l'univers que és observable per nosaltres. El radi d'aquesta esfera seria... l'horitzó de partícula. Quadra oi? Dèiem que l'horitzó marcava el límit de l'univers observable.

Doncs bé, si contemplem 2 punts de l'espai que estan sobre el límit d'aquesta esfera, és IMPOSSIBLE que durant la història de l'univers hagin pogut intercanviar informació, llum. Simplement perquè els separen actualment 2 radis de la nostra esfera, és a dir, 2 horitzons.

Molt bé. I què hi ha amb què puguem jugar, observar, i que es trobi en el llindar, en el límit de l'esfera? Doncs la radiació còsmica de microones! Es va alliberar 380.000 anys després del Big Bang, i per tant podem considerar, com a magnífica aproximació, com si s'hagués creat en el mateix moment zero (ja que l'univers té 13,8 mil milions d'anys d'edat, i 380.000 anys, comparats amb això, no són absolutament res!).

Observar la radiació còsmica de microones equival, molt aproximadament, a observar quasi el mateix Big Bang. De fet, és la llum més antiga que podem captar.

Ara és fàcil veure el que deia abans: com és que 2 punts del cel, diametralment oposats, ens envien radiació còsmica de microones tan brutalment homogènia? Què ha fet que tots els punts de l'espai, mirem cap a on mirem, estiguin a la mateixa temperatura si la llum no els ha pogut comunicar?

Una possible resposta al problema de l'horitzó és pensar que l'univers ja va néixer en equilibri tèrmic. És a dir, que no ha calgut cap llum que transporti energia, que comuniqui. Que tot va aparèixer a la mateixa temperatura.

Això, però, és com molt poc elegant, ja que imposa una condició d'inici forçada. Per què hauria d'haver estat així? La natura no té cap obligació de simplificar les coses per als cosmòlegs, oi?

Una altra possible explicació seria que el model del Big Bang falla estrepitosament. Que la relativitat general no funciona com esperàvem, i que les fórmules que emprem per a descriure tot el que acabo d'explicar no són correctes.

Un podria tenir la temptació de pensar això, especialment si al problema de l'horitzó hi suma 2 nous problemes que amoïnaven als científics creadors del model del Big Bang. Un d'ells té a veure amb les observacions que ens mostren un univers extraordinàriament pla (cura amb el que entenem per pla! Ens estem referint a que en el nostre univers sembla funcionar la geometria que hem après de petits, i que anomenem Euclidiana, segons la qual, per exemple, els angles d'un triangle sumen 180 graus).

Per què és pla? És una probabilitat contra ... infinites! Si l'univers és realment pla (encara ens queda una diminuta incertesa al respecte), la natura s'hi ha esforçat de debò! Perquè li hagués estat molt més senzill construir un cosmos corbat. Tan corbat com hagués volgut, poc o molt. Infinites possibilitats contra una sola, contra només un univers pla, que no admet variacions. O ets perfectament pla, o no ho ets i ets corbat.

L'altra problema és el dels monopols. Va, va... que ja acabem aquesta part. Aguanta!

El model del Big Bang i la nostra física prediuen que poc després del moment zero es devien formar monopols, que vindrien a ser objectes meitat d'un imant. Els nostres imants, tots els que coneixem a la natura, tenen 2 pols. Encara és hora que descobrim un imant amb només un pol, això sembla no existir. Però, com deia, la física prediu que han d'existir, i molts, i que es van formar en el Big Bang. On dimonis són?

3 grans problemes, doncs. El de l'horitzó, el de l'univers pla, i el de l'absència de monopols. Tirem ja el Big Bang a la brossa? No tan ràpid.

Si vols descartar el model, i la relativitat general, ho tens fotut. Has de ser capaç de construir un model que proporcioni un relat de l'univers tan increïblement perfecte com ho fa el Big Bang.

Per aquest motiu, alguns astrofísics fa temps varen pensar que existia una altra possibilitat. Una que passava per completar, per modificar, el model del Big Bang, pensant en un procés que hauria tingut lloc poc després del moment zero i que resoldria alhora els 3 problemes comentats. La inflació.

Us he dit, al començament d'aquest article, que m'havia fet mandra. Ja veieu una mica perquè. És, segurament, l'article més llarg i complex que he escrit en el bloc. Un bloc divulgatiu, en què sempre he intentat que les coses fossin senzilles (no sé si sempre ho hauré aconseguit). Però quan un se'n va al naixement del cosmos, de senzill, senzill, res (de nou, per què la natura hauria d'haver creat un relat senzill només per facilitar-me a mi explicar-lo?)

Deixeu que us digui que, des de petit, sempre m'ha pogut la via experimental. Aquesta és la raó per la qual, tot i fascinar-me l'univers, vaig fer Química en primer lloc. Aquesta és una ciència bàsicament experimentalment, amb la que un pot fer i desfer. Pot mesclar, remenar i comprovar. És clar que ràpidament em vaig passar a la Quàntica... on justament un no pot ni mesclar, ni remenar ni a penes comprovar res. No sé, no sé què em va passar, la veritat.

Bé, la cosa és que també amb això de la inflació, i especialment pel que fa al problema de l'horitzó, volia experimentar. Volia emprar jo mateix les fórmules que es deriven de la relativitat general, l'anomenada equació de Friedmann, i comprovar numèricament tot el que us he estat explicant. Comprovar la magnitud de la tragèdia, com de gran és el problema del Big Bang original.

Mandra un altre cop. Havia de treure temps, i ganes. I tornar a consultar llibres de cosmologia, plens de formuletes, d'aquelles que quan les veus tens ganes de passar pàgina... només per descobrir amb horror que la següent està encara més farcida que la que acabes d'abandonar.

Total, que ho he fet. He estat com unes 3 setmanes, i he acabat precisament avui.

I sí. Puc donar fe que el problema de l'horitzó existeix, i que la inflació, que ara us explico, ho resol.

Els meus càlculs, en els que he hagut d'aplicar moltes aproximacions, jugant amb un model d'univers simplificat, de fireta, indiquen que punts separats a l'espai per més d'uns 2 graus no poden tenir radiació còsmica de microones tan homogènia com rebem. Pensa-hi: 2 graus... no són res! (és l'equivalent a 4 llunes, una al costat de l'altre, en el nostre firmament). És, per tant, increïble que puguem estar rebent la radiació de fons idèntica de qualsevol lloc del cel!

Com ho resol, tot això, la inflació?

El model inflacionari explica que molt poc després del moment zero, l'univers va patir una expansió exponencial, brutal, durant una minúscula fracció de temps. Un cop acabada aquesta fase inflacionària, l'univers ja es va seguir expandint normalment, al ritme del model del Big Bang.

Anem a veure com funciona la inflació i com resol els problemes.

T'aviso, però, que les xifres són... inimaginables. Agafa't bé, que venen corbes. Però si has aguantat fins aquí, ara ja no ho pots deixar, eh?

Després d'una bilionèsima de bilionèsima de bilionèsima de segon del moment zero (t'he avisat!) va començar la inflació, i va durar 100 bilionèsimes de bilionèsimes de bilionèsimes de segon (com ho portes?). Durant aquest temps increïblement curt, l'univers es va expandir al menys 10 bilions de bilions de cops! (ho sé, ho sé, a mi també em mareja)

Espera, però, que ara ho veuràs amb xifres que he fet.

Recorda que no sabem com de gran és l'univers, només podem intuir la dimensió del nostre univers observable, la "petita" regió del cosmos que agrupa totes les galàxies que formen el que anomenem "univers".

Doncs aquesta regió, el que ara és el nostre univers observable, va créixer, amb la inflació, des d'una mida subatòmica a quelcom tan gran com un autocar! En només, recorda, 100 bilionèsimes de bilionèsimes de bilionèsimes de segon.

Com t'has quedat? Mola, oi? Tot l'univers observable, milers de milions de galàxies, comprimit en un autocar, i abans en una boleta molt, molt més petita que un àtom.

Felicitats! Ara és quan ja pots agafar aire i relaxar-te, perquè ja hem fet el més difícil. Ara ja ve costa avall. 

Després de la inflació, segueix el Big Bang normal, amb l'avorrida expansió de tota la vida, que ha fet que, durant 13,8 mil milions d'anys, aquest autocar creixi fins a ser el nostre univers observable, una esfera d'uns 40.000 milions d'anys llum de radi!

I què fa la inflació respecte els problemes que tenia el model bàsic del Big Bang?

L'expansió exponencial, tan brutal, de la inflació el que va fer és empènyer cap a fora de l'horitzó de partícula pràcticament tot el que hi havia en aquell moment. Ho represento a la figura següent:

Et recordo que el que hi havia dins de l'horitzó de partícula estava connectat, comunicat per la llum, i, per tant, podria haver assolit l'equilibri tèrmic. Quan s'atura la inflació, han quedat fora de l'horitzó partícules que abans havien estat dins. Quan, al llarg de la història de l'univers, aquest es va anar expandint xino-xano alhora que creixia l'horitzó de partícula (perquè la llum havia tingut més temps per recórrer les distàncies), hi va haver punts que tornaren a entrar dins el nostre horitzó, però que ja havien estat dins abans de la inflació. I és per això que, quan els observem ara, en el mateix llindar de l'esfera de l'univers observable, els veiem en equilibri. Simplement perquè ja ho havien estat abans del període inflacionari.

Així és com la inflació resol el problema de l'horitzó.

També resol el de l'univers pla. És senzill entendre-ho. Imagina't, de nou, un globus. Quan l'infles, i l'infles encara més, si et fixes en una minúscula zona de la goma, de la superfície de globus, veuràs que és pràcticament plana. També ho pots pensar de la Terra! Tu dibuixes un triangle en un paper, sumes els angles, i obtens 180 graus. I dedueixes que la Terra és plana! Error! Ets sobre una esfera enorme, de quasi 6.400 km de radi. Però és tan gran, comparada amb el full de paper on estàs dibuixant, que la curvatura del planeta no es nota, i et sembla que vius en un món pla.

El gegantí creixement que provoca la inflació aplana l'espai proper a nosaltres. Converteix un espai que no calia que en fos, de pla, en un cosmos observable quasi perfectament pla.

I el problema dels monopols? També fàcil. Se'n van crear moltíssims a l'inici de l'univers, però, de nou, l'expansió de la inflació els ha diluït extraordinàriament, de forma que, fent números, un obté que és molt probable que no n'hi hagi cap ni un dins el nostre univers observable! Res estrany, doncs, en què mai n'haguem detectat cap!

Es diu que el model inflacionari se li va ocórrer a un astrofísic britànic, de nom Allan Guth, quan anava en bicicleta. Devia ser el seu moment d'eureka, de la poma de Newton. Però el cert és que han estat molts els científics que han treballat sobre aquesta hipòtesi, que refina el model del Big Bang, i que, més que mai, converteix aquest model en una roca solidíssima, capaç d'explicar-nos el que veiem allà fora. Capaç de relatar-nos, segon a segon, la història del cosmos. La nostra història.

Segueixes aquí? Espero que sí. Jo acabo ara d'escriure tot això d'una tongada. M'ha costat unes 2 hores i una coca-cola (és la meva dosi de cafeïna, ja que no prenc cafè), i he agafat forces per a redactar-ho després de la xerrada que he fet a noies i nois de segon de batxillerat de l'escola Frederic Mistral de Barcelona.

Només desitjo que a tu no t'hagi costat un mal de cap. Ben al contrari, voldria que t'hagués fet venir preguntes al cervell. Detalls que no has vist clars i que necessites pensar 2 o 3 vegades més. Si t'ha passat això, anem bé, perquè tot el que sigui donar-li tombs al Big Bang significa meravellar-se amb l'increïble pla de la natura, i els immensos esforços dels humils humans per apropar-se a l'enteniment del cosmos.

Ai, si Galileu i Newton ho veiessin, això de la inflació!

Una imatge per a la història. Així és un forat negre.

L'anunci fet avui, dia 10 d'abril de 2019, en vàries rodes de premsa simultànies arreu del món, marca un abans i un després en el món de l'astrofísica. Per primer cop, s'ha fotografiat un forat negre.

En concret, s'ha obtingut una imatge del forat negre súper massiu que viu al centre de la galàxia M87, situada a uns 53 milions d'anys-llum de distància.

Recordem ràpidament què és un forat negre. I ho farem amb el meu exemple favorit.

Imaginem una tela elàstica, que simularia l'espai (temps). Si sobre aquesta tela hi col·loquem una bola pesada, la tela s'enfonsarà al seu voltant, creant una depressió. Si un objecte passa per allà a prop, tindrà tendència a caure-hi. Se'n podrà escapar si es mou a molta velocitat, això sí, sortint amb una trajectòria desviada. Doncs bé, segons la relativitat general de l'Einstein aquesta deformació de l'espai (temps) seria, en realitat, el que anomenem gravetat.

Si ara sobre la tela hi posem una petita bola extraordinàriament pesada, podem visualitzar fàcilment una profundíssima deformació del teixit, tan pronunciada que res que hi caigui en podrà sortir, sense importar quina sigui la seva velocitat. Això equival a dir que el missatger més ràpid de la natura, la llum, tampoc no se'n podrà escapar.

Podem entendre per què mai abans s'havia aconseguit retratar un forat negre. Com que ni la llum pot sortir del seu interior, un forat negre és... negre. Res a fotografiar, doncs.

Res? Bé, la seva ombra sí que es pot capturar. I això és el que s'ha fet.

Fins aquest moment, sabíem de l'existència d'aquests objectes pels efectes que produeixen al seu voltant. És a dir, els detectem de forma indirecta. Però mai n'havíem vist un directament.

S'ha aconseguit combinant l'observació de diversos radiotelescopis repartits per tot el món, que junts han simular un telescopi, atenció, de la mida de la Terra! La resolució assolida ha estat equivalent a poder llegir un diari situat a Nova York des de Barcelona! El projecte s'anomena EHT ("Event Horizon Telescope").

El candidat ha estat, com deia, un forat negre súper massiu. De forats negres, en coneixem, en llibertat, de 2 tipus.

El primer neix com a conseqüència de la mort explosiva d'una estrella amb molta més massa que el Sol, una supernova. Són forats negres que anomenem estel·lars, fent referència al seu origen. Acostumen a empaquetar una massa equivalent a uns quants Sols (unes desenes) en un espai molt reduït (com la mida d'una ciutat!).

El segon tipus és el dels súper massius. Com el seu nom indica, aquestes bèsties tenen masses de milions de vegades el Sol. Els trobem en el centre de la majoria de les galàxies (inclosa la nostra), i encara no entenem del cert com neixen. En concret, el forat negre de la galàxia M87 és dels més grans que es coneix, amb una massa aproximada de més de 6.500 milions de vegades el Sol, i amb una mida de 1,5 dies-llum (uns 40.000 milions de Km).

Aquest forat negre, a més de ser enorme, és un magnífic candidat, perquè està actiu. És a dir, està devorant matèria! I aquest fet ha estat clau per poder-lo fotografiar.

Si hi ha grans concentracions de material a prop d'un forat negre, si hi ha algun fenomen que alimenta a la bèstia, la poderosa gravetat d'aquest estira el material i l'atrau. Com en un desguàs gegantí, el material cau arremolinat, girant a velocitats increïbles, properes a la de la llum, i escalfant-se a milers de milions de graus de temperatura, emetent llum en diversos formats (rajos X, però també de ràdio).

Els forats negres tenen el que anomenem horitzó d'esdeveniments, que vindria a ser la frontera, el punt de no retorn. Tot el que la creui, no en sortirà. Si ara pensem en la llum que genera el disc que està alimentant el forat negre, els rajos que són emesos per la matèria que és a punt de creuar l'horitzó d'esdeveniments seria la llum que just s'escapa, pels pèls. Un mil·límetre més enllà, i la llum també es perdria dins el forat. Sí, s'escapa però enormement desviada, en trajectòries molt corbades. Tant, que fins i tot part de la llum provinent del darrere del forat negre és corbada al voltant d'aquest fins sortir pel davant!

Aquesta llum que s'escapa just abans de creuar l'horitzó d'esdeveniments és la que s'ha capturat, per retratar l'ombra del forat negre, el perfil de l'horitzó d'esdeveniments.

Aquesta és la històrica imatge:

El forat negre gira, i la part més brillant que es veu a la imatge correspon a la llum que, en el seu moviment, es mou en direcció a nosaltres, de forma que, com passa amb el so d'una moto quan s'apropa i el percebem més agut, aquesta llum és desplaçada cap a energies superiors.

Les observacions es van realitzar l'any 2017 durant uns quants dies seguits, combinant, com explicava, la feina de diversos observatoris (entre els que hi ha Sierra Nevada), en un projecte anomenat EHT ("Event Horizon Telescope", és a dir, telescopi de l'horitzó d'esdeveniments). En aquests pocs dies, es van recollir més dades que en qualsevol altre estudi científic fet fins ara. El volum de dades equival, segons han dit els científics responsables del projecte, a 5.000 anys seguits de música MP3.

Em preguntaven, a l'entrevista a Catalunya Informació, si aquesta fita canviarà el nostre enteniment de l'univers. I la cosa és que penso que no gaire. Perquè, pel que sembla, tot en la fotografia quadra amb les prediccions de la relativitat general i de les simulacions que fins ara s'havien fet.

https://www.ccma.cat/catradio/alacarta/catalunya-vespre/capten-la-primera-imatge-dun-forat-negre/audio/1036139/

Això no treu importància al descobriment, ja que les dades obtingudes s'utilitzaran no només per generar una imatge, sinó per a posar a prova la relativitat general en els seus més petits detalls, en el laboratori més extrem que pot existir a l'univers. Si ho supera, com tot sembla indicar, ens confirmaria la ja sabuda genialitat de l'Einstein i l'extraordinària precisió de les seves fórmules. Si no, tindrem al davant una revolució de la física, cosa que seria excitant.

Segur que en els propers mesos anirem tenint més informació, i ja veurem.

Què és el temps? De què està fet?

Què és el temps? De què està fet?

Estem tan acostumats a ell, que no parem atenció a aquestes qüestions. Potser fem bé, ja que una petita reflexió sobre el assumpte ens porta a llocs misteriosos i preocupants. Ens destrossa alguns dels fonaments que crèiem més sòlids de la natura. I, ens poc agafar, com a mínim, mal de cap!

A les fórmules de la física que vàrem estudiar a l'escola, la que va desenvolupar Newton, el temps apareix representat amb la innocent lletra t. És la t de la famosíssima velocitat és igual a espai partit per temps (v=s/t).

És el temps de la física clàssica. Un temps que existeix independentment de les coses, i que és immutable. Que es mou arreu a ritme igual.

Però des de començaments del segle XX, i gràcies a l'Albert Einstein i la seva relativitat, primer especial i després general, avui sabem que el temps és afectat per la gravetat i per la velocitat.

El rellotge d'un vianant no marca el temps al mateix ritme que el rellotge del veí del cinquè, simplement perquè aquest està més elevat i nota menys la gravetat del planeta. El seu rellotge, el ritme de la seva vida, va més ràpid que al carrer.

D'acord. Les diferències són minúscules. Tan petites que només amb els rellotges més precisos que té la humanitat som capaços de notar-ho. Però només cal allunyar-se una mica més, fer que en lloc del cinquè pis sigui un gratacels, i les diferències ja s'aprecien més. I si ens alcem molt, com els satèl·lits que tenim a centenars o milers de quilòmetres d'alçada, aquestes diferències en la mesura del temps són increïblement notables. Tant, que si no corregíssim la lectura que ens donen els satèl·lits GPS llegiríem errors de 9 quilòmetres quan ens deixéssim guiar per ells. 9 quilòmetres per dia, acumulables! Tot perquè el seu temps va diferent al nostre.

No, no és cap problema dels rellotges. És la vida que transcorre a ritme diferent.

Amb la velocitat passa un xic el mateix. Quan la velocitat relativa d'un objecte és molt alta, el seu temps batega més lent. Cal dir que aquest efecte és encara més enigmàtic que el de la gravetat. Pensem-hi un moment: no hi ha res que sigui una velocitat absoluta. És a dir, tot es mou en relació a una altra cosa, i, si no hi ha acceleració, tothom pot reclamar que està quiet i que són els demés els que es mouen. Llavors, a qui se li accelera el temps, si no hi ha moviment absolut? Com sap la natura a quin dels 2 objectes fer envellir més poc a poc si tots 2 es mouen un en relació a l'altre? Bé, el misteri es resol només quan un dels objectes es frena o s'accelera, per a posar-se al costat de l'altre i poder comparar els seus rellotges. Llavors queda clar qui s'ha estat movent (aquell que ha patit l'acceleració o la frenada) i la natura passa la factura de l'envelliment prematur al que ha seguit "immòbil".

Bé, la qüestió és que, companys, el temps és diferent en funció del lloc on siguis. Sí, fins i tot és diferent al teu cap que als teus peus (els pèls del cap envelleixen més ràpid que els dels peus). A cada lloc de l'espai, la t del temps pren un valor diferent!

Quin desastre per a la física! Totes aquelles fórmules, amb la t! I ara ens preguntem... quina t? La d'aquí? La t a la Lluna? La de Barcelona al Tibidabo o la de la Barceloneta? La d'un centímetre més enllà?

I és que no existeix res que s'assembli a un temps immutable.

Llavors, què és el temps? De què està fet?

Estem habituats a pensar en el temps com un ens que va sempre endavant. La nostra vida quotidiana és plena de frases i dites. Diem que el temps passa, parlem del present, del passat i del futur com coses diferents, totes elles basades en el temps. Però què passaria si, en realitat, no hi hagués res que forcés a que el temps anés cap endavant?

En tota la física, sigui la clàssica, la einsteniana, o la quàntica, no hi ha res que digui que el temps no pugui ser reversible. Res. Bé, amb una excepció.

Hi ha una disciplina de la física anomenada termodinàmica, que estudia coses com per exemple el pas del calor d'un cos a un altre, o el moviment creixent de les partícules d'un gas quan s'escalfa. Doncs bé, la termodinàmica té un principi, una fórmula, l'única en tot el món de fórmules de les físiques conegudes, que marca el que coneixem com la fletxa del temps. Que prescriu que el temps sempre ha d'anar cap endavant.

És la famosa llei de l'entropia, del desordre, que diu que, si no s'hi apliquen forces externes, el nivell de desordre a la natura sempre tendeix a créixer.

Per entendre com el desordre marca la fletxa del temps, pensem en un castell de sorra. Ens ha costat molt fer-lo, ordenar milions de granets de sorra per formar parets i almenares. Però sabem que si no el protegim, els elements de la natura, el vent l l'aigua el destruiran i tornaran la sorra al seu estat "natural" de desordre. La fletxa del temps: primer hi havia sorra desordenada; vàrem arribar i fer un castell; però després el castell es va anar destruint. No pas al revés. No pas l'aigua i l'aire van aixecar la sorra que, casualment, va quedar constituint un bonic castell.

Aquesta innocent fórmula, per tant, marca que el temps té una direcció preferida: cap al futur, cap a on creix el desordre de les coses (ara entens el per què les habitacions dels teus fills sempre estan desordenades?)

Respirem tranquils, doncs. No podia ser de cap altra forma. No sabrem què és el temps, però al menys amb la termodinàmica assegurem que va sempre endavant.

Lamentablement, aquest edifici mental és ben senzill de derruir. 

Què entenem per ordre i desordre? Diem que un joc de cartes està ordenat si els números segueixen un ordre creixent. O decreixent. O si les cartes estan agrupades per colors. O per pals.

Pensem. Quina és la probabilitat que, remenant el joc de cartes, totes elles quedin per ordre de pals i, dins de cada pal, per ordre numèric? Ínfima, direm. Quasi impossible. Però de fet és la mateixa probabilitat que quedin d'una altra forma en concret. Jo podria decidir, amb tot el dret del món, que l'ordre que vull obtenir és que els 4 números idèntics, amb independència dels pals, quedin agrupats. O que l'ordre bo és el 3 de cor, seguit de 5 de piques, del 9 de diamants, ... Una seqüència tan probable o improbable com qualsevol altra.

És a dir, què és l'ordre? És fer un castell de sorra? Per què no és que els grans quedin distribuïts d'una forma específica, amb una seqüència concreta que algú ha decidit, tot i que a la vista ens sembli desordenat?

El tema és que si ens carreguem el concepte de l'ordre i del desordre destruïm la fletxa del temps. Esmicolem el poquet que ens quedava del temps, que ara no es veuria obligat sempre a avançar.

Llavors, què és el temps? De què està fet?

És inquietant i alhora meravellós que, amb tota la nostra ciència, no en tinguem ni idea del que és el temps, ni del que està fet. Un temps que és diferent en funció del lloc on et situïs. I que potser en condicions que encara no hem trobat, pugui retrocedir, dinamitant llavors els conceptes eterns de present, passat i futur.

Què és el temps? De què està fet?

Si vols saber més del tema, pots llegir els capítols dedicats al temps del meu darrer llibre "100 qüestions sobre l'univers": els rellotges d'en Dalí, o els bessons que envelleixen de manera diferent.

Vols evaporar-te dins un forat negre?

No hi ha dubte que els forats negres constitueixen els objectes més espectaculars i alhora enigmàtics de l'univers.

En aquest article, anem a precipitar-nos cap a alguns d'ells, amb la nostra imaginària nau. Ja us aviso que el final no serà agradable, i ens evaporarem.

Deixeu-me, abans, recordar què són aquests objectes. Un forat negre és una regió de l'espai en la que es compacta tanta massa que la gravetat que exerceix fa que absolutament res, ni tan sols la llum, pugui escapar un cop hi ha entrat.

Ho intento explicar més fàcil. Si ens imaginem l'espai (temps) com una tela elàstica, i hi posem una bola pesada a sobre,veurem com la tela s'enfonsa, es deforma. Segons la relativitat general d'Einstein, la millor teoria física de què disposem per explicar la natura a gran escala, això seria, justament, la gravetat. En el cas dels forats negres, la seva densitat, és a dir, la concentració de massa, és tan brutal que enfonsaria aquesta tela imaginària fins a trencar-la per sota, de forma que tot el que hi caigués no en podria tornar a sortir.

He emprat la paraula temps en parèntesi, quan m'he referit a la tela de l'espai. Hem d'entendre que la massa no tan sols deforma l'espai tal i com el coneixem, sinó també el mateix temps, que deix de ser aquella entitat fix i immutable amb la que hem crescut, per transformar-se en quelcom elàstic (no batega igual de ràpid el temps aquí, a la superfície de la Terra, per exemple, que a 20.000 quilòmetres d'alçada, o que a la Lluna).

Els forats negres tenen el que es coneix com l'horitzó d'esdeveniments. Vindria a ser la frontera, el lloc a partir del qual ja res escaparà. Tal com Stephen Hawking ho descriu: és com intentar no caure per les cascades del Niàgara. Remes amb força per escapar, i potser ho aconseguiràs. Però si t'arribes a apropar just al límit, allà on l'aigua es precipita cap avall, ja res podrà salvar-te. Hauràs creuat l'horitzó d'esdeveniments.

Coneixem varis tipus de forats negres, en funció de la seva massa. Així, en llibertat (parlo d'ells com si fossin bèsties) en trobem de supermassius (enormes, amb masses superiors als milions de Sols) i d'estel·lars (amb la massa equivalent a una estrella). Però és curiós que no n'hem detectat cap de rangs diferents: per exemple de mides intermèdies, o fins i tot mini-forats negres. No hi hauria d'haver cap impediment físic per a l'existència de forats negres de tota mida i rang de masses. Però no els hem trobat. Potser no abunden els processos que els generen.

Molt bé. Preparats? Anem a caure dins un forat negre supermassiu. Sorprenentment, de les experiències que viurem imaginàriament a continuació, la del forat negre supermassiu serà, com ara veurem, la menys traumàtica. Tot i que el final serà, em temo, el mateix.

Els forats negres supermassius viuen en el centre de moltes galàxies, inclosa la nostra Via Làctia. Són enormes monstres, que empaqueten desenes, centenars, o milers de milions de vegades la massa del Sol. Desconeixem com s'han format. Podrien ser habitants de poc després del Big Bang, o podrien haver crescut posteriorment a base de devorar matèria.

El forat negre que ara atrau la nostra nau té una massa d'un milió de Sols (petit dins del regne dels supermassius), i una mida, fins al seu horitzó d'esdeveniments, de 2,7 milions de quilòmetres. Allà, la gravetat és quasi 2 milions de vegades la de la Terra!

Tal com ens apropem, la  nau s'accelera sota l'atracció poderosa del gegant. La notem des de distàncies superiors a l'any llum. Des d'uns 4 bilions de quilòmetres, la gravetat que exerceix ja és equivalent a la que tenim a la superfície del nostre planeta. Però com que som en caiguda lliure a través de l'espai, suposant que no xoquem contra cap objecte, no notem aquesta atracció, i dins la nau flotem ingràvids tan tranquil·lament.

Ens movem cap a una regió fosca de l'espai. Al seu voltant observem les estrelles de fons, tot i que la seva llum està deformada, fent com uns bonics i espectaculars arcs al voltant de la regió fosca, el forat negre.

Com deia, l'horitzó d'esdeveniments, el punt de no retorn, està situat a uns 2,7 milions de quilòmetres del centre del forat negre. Allà no hi ha cap cartell que ens ho indiqui, i el creuem a tota pastilla sense notar absolutament res. Fixeu-vos: a pesar de la increïble gravetat (milions la de la Terra), i per tant de la inimaginable velocitat que portarem, com que som en caiguda lliure, igual com dins un ascensor que ha trencat el cable i cau, no notem res.

Tot i això, el nostre destí ha quedat segellat al traspassar la frontera. Tot semblarà igual, només que ja no veurem la llum de les estrelles. Tot és fosc.

Resulta que hem deixat una nau bessona en òrbita estable al voltant del forat negre, de forma que pot observar tot el procés. Ens haurà vist caure cap al centre, guanyant més i més velocitat. S'haurà horroritzat al percebre com la nostra nau era estirada i retorçuda. Però sorprenentment tal com ens hem apropat a l'horitzó d'esdeveniments, el nostre moviment s'haurà alentit i, finalment, congelat.

L'observador veurà com no arribem mai a creuar completament l'horitzó d'esdeveniments, i la nostra nau es desfarà lentament en aquell punt. Pensarà "s'ha acabat! El meu company és mort".

Per ell, som morts. Retorçats i estirats. Però en realitat som encara vius, caient cap al centre, passat l'horitzó d'esdeveniments. Per suposat, no podem dir-li, ja que cap senyal que enviem podrà escapar cap a fora.

Molt poc després d'aquest pensament, ens aproparem al centre, anomenat singularitat, i allà s'acabarà tot per nosaltres. Els àtoms que formen la nau i el nostre cos seran, ara sí, estripats i passarem a formar part per sempre més del forat negre.

Tornem a fer l'experiment, però aquest cop caurem cap a un forat negre de tipus estel·lar, el resultat de la mort d'una estrella gran. Serà un forat negre de massa equivalent a 2 Sols.

Aquest escenari és més terrible per a nosaltres. En el cas anterior moríem quasi sense notar-ho, ja ben dins del forat negre. Però ara, ja a un milió de quilòmetres de distància, i encara lluny de l'horitzó d'esdeveniments (que es troba a només 5 quilòmetres del centre!), notem quelcom gens agradable. Perdem la ingravidesa, i ens orientem verticalment cap al forat negre. Notem com quelcom ens estira fortament dels peus (o del cap, segons com haguem quedat orientats). Tan fortament que els nostre cos no ho resisteix. En mig de crits de dolor, ens estripem. El material de la nau tampoc poc resistir-ho, i es parteix.

A pesar que som en caiguda lliure, igual que en l'anterior experiment, en aquest cas la força de la gravetat que suportem és enormement diferent entre els peus i el cap, o entre la part davantera de la nau i la del darrera. Milions de vegades superior en els nostres peus que en el cap. De forma que encara ben fora de l'horitzó d'esdeveniments els àtoms del cos i de la nau són forçats a col·locar-se en filera, en un macabre procés que anomenem "espaguetització".

L'observador haurà vist, astorat, el procés. En aquest cas coincidirem més o menys en el moment de la mort. Però igual que abans, veurà que els àtoms meus i de la nau no arriben a traspassar mai l'horitzó d'esdeveniments, i s'alenteixen a l'apropar-se.

Per suposat, tot el que he explicat en aquest article és producte de suposicions, segons la física que tenim. Ningú no sap què passa dins un forat negre. El que sí sembla clar és que si mai hi hem d'entrar, millor fer-ho en un de supermassiu, ja que en un de petit ens haurem convertit en pasta italiana molt abans no creuar la porta.

Per acabar, deixeu-me que comenti un fet sorprenent. L'evaporació dels forats negres.

Segons Stephen Hawking, i degut a efectes quàntics, els forats negres perden massa progressivament, i s'acaben evaporant, desapareixent. El que passa és que els temps que triguen en completar aquest procés són increïblement llargs. Si no m'he equivocat en els càlculs, el forat negre estel·lar de 2 masses solars al qual hem caigut abans trigaria un decilló de vegades més que l'edat del nostre univers! És a dir, unes 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 vegades tota l'edat del cosmos!

La cosa canvia, però, amb un micro-forat negre. Un d'una tona de massa desapareixeria a l'instant, en menys d'una milionèsima de segon.

Però lo interessant passa amb els mini-forats negres. Un de massa equivalent a un milió de tones viuria uns 2.700 anys, i mentre s'anés evaporant desprendria una energia de més d'un bilió de watts!

Si el poguéssim crear i mantenir estable, seria una excel·lent i magnífica font d'energia neta. Ah! No us he comentat quant d'espai ens ocuparia aquesta bèstia productora d'electricitat: molt menys que una bilionèsima de centímetre! Brutal, oi? És clar que seria millor tenir-lo orbitant la Lluna, per evitar accidents. Diminut, però alhora increïblement destructiu si caigués al nostre planeta.

Potser algun dia la humanitat utilitzarà forats negres, qui sap. Mentre tant, seguirem imaginant com deu ser l'interior d'aquests objectes. I si mai t'atreveixes a visitar-ne un, tria'l bé, eh?

La fusió de 2 estrelles de neutrons fa 130 milions d'anys obre la porta a conèixer millor l'univers

El passat 17 d'octubre es va fer públic un dels descobriments més importants de l'astronomia dels darrers temps. L'anunci, fet en roda de premsa oberta per internet, es va produir just 2 mesos després dels esdeveniments que varen conduir a aquest descobriment.

El 17 d'agost es va rebre, de forma quasi simultània als 2 grans detectors d'ones gravitacionals existents, una vibració de l'espai provocada per la fusió de 2 estrelles de neutrons fa uns 130 milions d'anys. Poc després, fins a 17 telescopis arreu del món rebien la llum d'aquest esdeveniment.

Si sou lectors generalistes, sense gaires coneixements científics, potser la descripció que acabo de fer no us dirà res. Deixeu-me, doncs, que intenti explicar on radica la importància del fet.

Tot el que sabem del cosmos, de l'univers, ho sabem gràcies a la llum. Aquesta és el missatger que ens porta informació dels objectes que habiten allà fora, així com dels processos que hi tenen lloc.

Els nostres avantpassats contemplaven el cel amb l'ull nu, l'únic instrument del que disposaven per rebre la llum que emetien les estrelles i els planetes (en aquest cas llum del Sol reflectida). Nosaltres també processem llum quan mirem, embadalits, el firmament. Però des del segle XVII, l'home disposa d'un potent instrument que ha permès tot el desenvolupament de l'astronomia moderna: el telescopi.

Inicialment, i fins fa relativament poc temps, els telescopis observaven de forma similar als nostres ulls. Amb pupil·les molt més grans, recullen llum d'objectes molt llunyans. Llum visible, que els nostres ulls no poden captar perquè no tenen el poder de recol·lecció necessari com per a poder apreciar aquesta radiació tan feble.

Actualment, disposem de telescopis, però, que són capaços de veure llum de la que anomenem no visible. Poden observar rajos gamma, o rajos X, que són les formes de llum més energètiques que existeixen (telescopis fora de l'atmosfera). També tenim instruments que miren en llum infraroja (també fora de l'atmosfera). O en microones (sí, microones, les mateixes que utilitzem a la cuina!). O en ones de ràdio. També formes de llum, però en aquest cas amb menys energia que la llum visible.

I és que el que anomenem llum és un missatger potentíssim. Els objectes de l'univers, i els processos físics i químics que ens expliquen com funcionen aquests objectes, emeten llum, en tota la seva varietat. El Sol, la nostre estrella, per suposat emet llum visible (la que descompon un prisma, del blau al vermell). Però també emet infrarojos (que ens escalfen la cara), o microones, i ones de ràdio. Només que els nostres ulls no han estat fets per veure tots aquests tipus de llum.

Ha estat estudiant el conjunt de totes aquestes emissions de llum que la ciència ha pogut assolir el coneixement actual. Ho hem fet amb telescopis visuals. Amb telescopis de rajos gamma i X. Amb telescopis d'infrarojos. Amb radiotelescopis.

Però, en definitiva, emprant sempre llum.

Fins a que hem començat a descobrir les ones gravitacionals.

Predites per la relativitat general d'Einstein, fa 100 anys, aquestes ones són vibracions de l'espai (temps) que certs esdeveniments provoquen. Normalment per objectes molt massius movent-se ràpida i acceleradament. Vindrien a ser com ones sobre un llac quan hi cau una pedra. I si ens imaginem que l'espai és com una tela elàstica, serien tremolors que es propaguen al llarg de la tela quan boles molt pesades es mouen per sobre.

Les ones gravitacionals no són llum, tot i que viatgen també a la velocitat d'aquesta. Al no ser llum, ens obren una nova finestra per estudiar l'univers. Es converteixen en uns missatgers nous, que ens poden portar informació diferent, complementària. Alguns ho comparem amb el so: si som capaços de detectar ones gravitacionals i estudiar-les, passem de tenir només llum a tenir també "so" (l'exemple del so és una llicència poètica, és clar).

De la mateixa forma que necessitem telescopis que observin llum, les ones gravitacionals requereixen detectors. En aquest cas no en diem telescopis. Són uns equips molt complexos, que bàsicament intenten detectar com les distàncies entre 2 objectes varien subtilment quan ens creua una ona gravitacional. Quan la petita ona sobre el llac fa que la nostra barca es bellugui.

La dificultat, i el que ha fet que fins fa a penes 2 anys no haguem detectat les primeres ones gravitacionals, és que aquestes vibracions són ínfimes, minúscules. Increïblement petites. Sabeu com de petites? Les ones que estem començant a detectar (que serien, per tant, les més fàcils de detectar) variarien la distància que ens separa de l'estrella més propera (que està a 4,2 anys llum de distància, que us recordo que són quasi 40 bilions de quilòmetres) en l'equivalent a... el gruix d'un cabell humà!!! Sí, ho has llegit bé.

És impressionant que tinguem avui aquesta capacitat de detecció. Us podeu imaginar la complexitat dels equips, que lògicament no poden mesurar bilions de quilòmetres, i ho fan sobre distàncies de tan sols alguns quilòmetres (com es veu a la fotografia). En aquestes distàncies, arriben a detectar variacions de l'ordre de la mida d'un protó (més petites que un àtom!). Qualsevol petita vibració de l'entorn, des d'un tremolor de terra, fins al caminar d'una persona, o el pas d'un cotxe quilòmetres lluny, provoca variacions, tremolors, molt i molt més grans. La tecnologia implicada aïlla els detectors de la majoria d'aquestes vibracions, diguem-ne quotidianes. Addicionalment, la utilització de més d'un detector, situats en llocs diferents del planeta, permet facilitar la identificació de senyals autèntics i separar-los de les vibracions mundanals.

Des de la detecció de la primera ona gravitacional, el 14 de setembre de 2015, se n'han pogut identificar 5. Totes elles corresponents als darrers instants de la fusió de forats negres o d'estrelles de neutrons, els objectes més compactes que coneixem.

Orbitant un al voltant de l'altre, parelles de forats negres, o d'estrelles de neutrons, al llarg de milions d'anys es van acostant, fins a que, en un sospir, cauen un sobre l'altre en una espiral boja a velocitats properes a la llum. Són esdeveniments apocalíptics, com cap altre. És la pedra que cau al llac.

La detecció del 17 d'agost correspon a la fusió de 2 estrelles de neutrons, com deia al començament. Més concretament, al darrer minut de la seva existència. Als darrers centenars de voltes abans de fusionar-se. Un esdeveniment que els astrònoms anomenen "kilonova", i que, entre d'altres coses, va fabricar, de cop, enormes quantitats d'or (milers de vegades tota la massa de la Terra!), de platí, o d'urani. Elements químics pesats que troben, a les gegantines temperatures provocades per la kilonova, el laboratori perfecte per ser forjats a partir d'elements més simples.

Però la rellevància de l'anunci, el que el fa extraordinari, és la detecció CONJUNTA d'ones gravitacionals i de llum, per primer cop a la història.

Això es va aconseguir gràcies a les alarmes disparades pels detectors d'ones gravitacionals i a la capacitat que varen tenir de posicionar de forma aproximada al cel l'origen d'aquest cataclisme. En poques hores, multitud de telescopis, emprant totes les formes de llum, miraven en aquesta direcció, i recollien valuosíssima informació.

És com l'exemple que us deia de la llum i del so. Per primer cop, hem observat un esdeveniment a l'univers rebent la seva llum i "escoltant el seu so".

Els articles que s'han sotmès a publicació a prestigioses revistes porten el nom de més de 3.500 científics d'arreu del món, en un esforç col·laboratiu segurament sense precedents.

Es trigarà mesos, si no anys, en analitzar tota la informació recollida. Combinant les observacions de llum (rajos X, visible, infraroja, microones, i ràdio), i ara també la informació proporcionada per les ones gravitacionals enregistrades, podrem entendre millor com funciona aquesta fusió d'estrelles de neutrons, que, de moment, sabem que va succeir fa 130 milions d'anys en una galàxia relativament propera (NGC 4993). També podrem completar el puzle de la formació dels elements químics. Tot i que sabem que som pols d'estrelles, nosaltres i tot el que ens envolta, forjats dins d'aquests astres o en el mateix moment de la seva mort, algunes de les incògnites que quedaven, relatives a les abundàncies que observem a l'univers dels elements més pesats que el ferro, podrien quedar definitivament resoltes.

I això només és el començament. No es tracta ja d'entendre la fusió de les estrelles de neutrons, o la formació dels elements químics pesats, sinó de disposar de la capacitat de rebre, i estudiar, més d'un missatger còsmic. La nostra comprensió dels forats negres, per exemple, podria revolucionar-se en els propers anys.

El premi gran, gran de debò, serà el mateix Big Bang, el moment de creació de l'univers. No ha existit esdeveniment en el nostre cosmos més poderós que aquest, i les vibracions que devia provocar varen ser immenses. Però aquestes enormes ones sobre el llac s'han anat afeblint lentament, i després de 13.800 milions d'anys són ara mateix a penes perceptibles. Però hi són. Han de ser-hi.

Anirem millorant, per suposat, la capacitat de detecció dels nostres instruments, i en un futur molt proper començarem a detectar, cada mes, cada setmana, multitud d'ones gravitacionals. Ens n'adonarem que el nostre espai vibra constantment, amb ones que provenen de totes les direccions, i provocades per gran nombre d'esdeveniments. I, algun dia detectarem les ones del Big Bang, de l'increïble moment zero.

Deixem, però, de pensar en el futur i assaborim de moment l'actualitat. Estem obrint una nova finestra per entendre l'univers. Una finestra complementària a la que ja teníem des de sempre. 

La llum seguirà sent, sens dubte, la font de coneixement més important, com ho ha estat al llarg de tota la història. Però ara s'unirà, poc a poc, un fascinant i extraordinari company. 

Les minúscules ones sobre el llac.