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Un cuaderno de bitácora de la cosmología moderna

La historia de una de las áreas más fascinantes de la física del siglo XX contada por uno de sus protagonistas.

COSMOLOGY'S CENTURY
AN INSIDE HISTORY OF OUR MODERN UNDERSTANDING OF THE UNIVERSE
P. J. E. Peebles
Princeton University Press, 2020
440 págs.

La astronomía fue la primera de las disciplinas físicas en adquirir, ya en la antigüedad, algunas de las características que hoy consideramos inherentes a cualquier área científica: una comunidad amplia que comparte un programa de investigación común y en la que existe un elevado consenso sobre las metodologías aceptables para llevarlo a cabo. Dada su temprana madurez, no resulta sorprendente que la astronomía estuviera en el origen de la Revolución Científica, de la que acabaría emergiendo la ciencia física moderna.

Este hecho no impidió que, con posterioridad, y debido a lo particular de sus objetos de estudio, la fiabilidad de la astronomía se percibiese inferior a la de las «ciencias de laboratorio». El escritor Ambrose Bierce reflejaba esta idea cuando escribía en su satírico Diccionario del Diablo (1911) que un observatorio astronómico era «el lugar donde los astrónomos conjeturan como falsas las suposiciones de sus predecesores».

Este fue también el caso de la cosmología, que tomó forma como ciencia a principios del siglo XX. A pesar de los trabajos de Albert Einstein, Alexander Friedmann, Georges Lemaître y Edwin Hubble, entre otros, todavía en los años cincuenta del siglo pasado el estudio del universo primitivo se tenía por algo «a lo que no debía dedicar su tiempo un científico respetable», según el testimonio de Steven Weinberg. Esta imagen fue cambiando paulatinamente a lo largo de la segunda mitad del siglo XX, y hoy la cosmología es considerada no ya uno de los campos centrales de la física, sino también de los más activos y prometedores.

Una prueba del cambio de actitud hacia las ciencias del cosmos la aporta la creciente profusión con que, desde los años setenta, el comité Nobel está reconociendo el trabajo de astrofísicos y cosmólogos. Entre estos últimos se encuentra James Peebles, galardonado con el Nobel de física en 2019 y autor de Cosmology’s century, una obra que traza en sus más minuciosos detalles la trayectoria histórica de la cosmología moderna. Desde el trabajo fundacional de Einstein en 1917 hasta la llamada por el autor «revolución de 1997-2003», que, con las medidas de las expansión acelerada del universo y las fluctuaciones del fondo de microondas, inauguró la era actual de la cosmología de precisión.

Peebles ha sido actor y testigo de excepción de la historia reciente de la cosmología. Pero, lejos de ser unas simples memorias científicas, Cosmology’s century constituye un impresionante ejercicio de investigación histórica e historiográfica, en el que el conocimiento de primera mano del autor se combina con el análisis e interpretación de las fuentes. El resultado va más allá de la «historia interna» que promete el subtítulo del libro para convertirse en una verdadera intrahistoria de la cosmología en el sentido más unamuniano del término: una descripción meticulosa de los vaivenes de la actividad científica, de las múltiples ideas, corrientes de pensamiento y líneas de investigación —muchas de ellas refutadas, abandonadas o absorbidas en otras— que se esconden bajo el destilado histórico que hoy identificamos como cosmología contemporánea.

Esta visión intrahistórica pone de manifiesto algunos aspectos muy significativos del desarrollo de la disciplina que frecuentemente se escapan a un análisis histórico más superficial o meramente narrativo. Uno de ellos es el papel de las teorías refutadas como motor del progreso científico; o, en palabras del autor, cómo «las ideas equivocadas pueden ser productivas». Un ejemplo particularmente interesante, y que Peebles desarrolla con gran detalle, es el de la teoría del estado estacionario. La hipótesis básica de este modelo (que el aspecto del universo no varía con el tiempo) implica que las propiedades de las galaxias deberían ser estadísticamente independientes de su distancia a nosotros. Constatar si este era el caso supuso un importante acicate para las observaciones, que acabarían por confirmar el modelo de la gran explosión. De forma similar, explicar la existencia de los elementos químicos en un universo en el que la temperatura ha permanecido constante fue uno de los motivos que condujo a la teoría de la nucleosíntesis estelar.

Un segundo aspecto que analiza Cosmology’s century es la importancia que la evaluación no empírica ha tenido y tiene en cosmología. La idea, articulada de forma precisa en 2013 por el filósofo Richard Dawid en el contexto de la teoría de cuerdas, ha sido una cuestión recurrente de debate en la filosofía de la ciencia de los últimos años [véase «Los límites del método científico»; por Adán Sus; Investigación y Ciencia, abril de 2016]. Peebles nos muestra que los criterios no empíricos no solo han resultado cruciales en muchos momentos del desarrollo de la disciplina, sino que han moldeado su historia. Un ejemplo lo encontramos en la importancia que la idea de un universo homogéneo mantuvo desde su formulación por Einstein, a pesar de que durante largo tiempo las pruebas observacionales fueron, cuando menos, poco concluyentes, sin llegar a descartar por completo otras alternativas hasta el descubrimiento del fondo cósmico de microondas en los años sesenta.

De todo lo dicho hasta aquí queda claro que Cosmology’s century no es una narrativa histórica al estilo de obras como The cosmic century, de Malcolm Longair (Cambridge University Press, 2006), o Conceptions of cosmos, de Helge Kragh (Oxford University Press, 2006). Antes al contrario, la intención del autor es construir un auténtico cuaderno de bitácora de la cosmología del siglo XX y los primeros años del XXI. Esto se refleja en la propia estructura del libro, que, en lugar de seguir un orden cronológico global, aborda la historia de los diferentes temas de investigación (modelos cosmológicos, fondo de microondas, materia oscura, formación de estructura, etcétera) de forma paralela en capítulos independientes aunque interconectados.

Tras su viaje por la historia de la cosmología moderna, Peebles concluye con unas profundas reflexiones sobre la práctica de la investigación científica. Reflexiones que, además de servir de colofón al libro, lo esclarecen en su conjunto. A la luz de los capítulos anteriores, se muestra cómo la aceptación de ciertas ideas dentro del marco descriptivo de la cosmología no siempre ha seguido el camino que sugeriría una aplicación ideal del método científico «de libro». En este proceso han desempeñado un importante papel elementos tanto psicológicos como sociológicos y de valoración colectiva. Se resalta, asimismo, el papel clave que ha tenido el desarrollo tecnológico en el progreso de nuestro conocimiento del universo.

Estas ideas se ilustran con un interesante ejercicio de historia contrafactual en el que se plantea la cuestión de cómo se hubiera desarrollado la cosmología «si Einstein hubiera decidido ser músico». En este caso, todo nuestro conocimiento teórico del cosmos se habría basado en la gravedad newtoniana y en la relatividad especial, que el autor considera que habría sido formulada en cualquier caso en los primeros años del siglo XX. Además, la idea del universo homogéneo, de haber aparecido, habría carecido probablemente del prestigio intelectual que tuvo en nuestra «línea temporal». La historia alternativa que Peebles construye a partir de tales presupuestos no carece en absoluto de plausibilidad y sirve de experimento imaginario con el que poner a prueba sus puntos de vista acerca del papel que tanto la tecnología como los propios individuos y la colectividad científica ha desempeñado en el desarrollo de la cosmología.

Cosmology’s century bien puede convertirse en una referencia básica para entender la historia de una de las áreas más fascinantes de la física del siglo XX. Con todo, es necesario advertir al lector potencial de que no va a encontrar una lectura fácil. No se trata de una obra de divulgación ni de un texto introductorio de cosmología, sino que presupone un conocimiento profundo de esta disciplina a un nivel tanto conceptual como matemático. Peebles no ha escrito un libro dirigido al gran público, sino a sus colegas de profesión y a los historiadores de la ciencia. Con ello, ha abierto también una interesante perspectiva histórica en nuestro intento de dar respuesta científica a algunas de las preguntas más fundamentales jamás planteadas por el ser humano.

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