Didier Queloz, Premio Nobel de Física en 2019: “Estamos en los inicios de la exploración acerca de cómo la materia se transforma en algo vivo“

Didier Queloz (Suiza, 1966) sabe que en ciencia hay “proyectos de vida”, como los llama, porque duran una generación entera y abarcan la existencia completa de una persona. El suyo comenzó cuando era doctorando en Ginebra y detectó por primera vez fuera del sistema solar la señal de un exoplaneta orbitando en torno a una estrella similar al Sol. En aquel verano de 1995, su tutor de tesis, Michel Mayor, le animó a que continuaran investigando juntos, aunque aquel planeta gigante recién descubierto no se ajustaba a las características que podían esperarse con los conocimientos de aquella época.

De ahí que pasaran más de dos décadas hasta que aquel gran descubrimiento fuera reconocido con el Nobel de Física (que compartieron con el canadiense James Peebles). Así, en 2019, a través del galardón, la comunidad científica confirmaba que con el hallazgo del exoplaneta 51 Pegasi b se había iniciado una nueva era en la investigación astrofísica.

Aunque todavía el instrumental disponible no permita la observación directa de objetos celestes tan lejanos, Queloz y Mayor habían demostrado que era posible traducir el ‘balanceo’ de las estrellas distantes en el paso de planetas por delante de ellas. Esa pionera técnica de la velocidad radial, para la que desarrollaron novedosas herramientas tecnológicas, ha resultado determinante en el rastreo de exoplanetas, junto al estudio de las variaciones periódicas en el brillo de las estrellas cuando estos pasan por delante.

Actualmente Queloz, catedrático de Filosofía Natural en Cambridge (Reino Unido) y profesor de Física en Zúrich (Suiza), sigue trabajando en la detección y medición de sistemas planetarios, con el fin de estimar su estructura y comprender su formación y evolución.

Este diálogo con el Nobel fue posible gracias a su reciente visita a San Sebastián, para asistir al festival de ciencia Passion for Knowledge, organizado por el Donostia International Physics Center.

Usted parece ser un astrofísico que mira su objeto de estudio desde muchas perspectivas.

Creo que nací científico porque soy extremadamente curioso. Además, tuve la suerte de tener unos padres que me dejaron hacer lo que quería y la de vivir en un país que me permitió estudiar gratis, como es Suiza. Diferente sería si estuviéramos en Estados Unidos…

¿Por qué habla en sus conferencias de una ‘revolución de exoplanetas’?

Lo que ocurre es que, a grandes rasgos, podemos decir que se está produciendo una revolución porque ahora sabemos que hay millones de planetas. Todavía no entendemos bien qué está pasando en sus estructuras o sus atmósferas, pero eso no importa. Comprenderlo es solo cuestión de tiempo. Podemos hacerlo.

¿Eso significa que la tecnología ya lo hace posible, por un lado, y, por otro, que se ajusta a las predicciones de la física teórica?

Podemos detectar planetas y medir su atmósfera: no podemos hacerlo todo, pero hay progresos. Y no hay ninguna ley de la física que haga imposibles estos estudios. Así que quizá necesitemos un telescopio más grande.

Mientras se construyen nuevos instrumentos, como el ELT en Chile —del que España es uno de los socios impulsores— contaremos con las herramientas actuales. Pero, sí, en el futuro podremos detectar planetas como la Tierra. Vamos a medir su atmósfera, no mañana, sino pasado mañana. Eso va a ocurrir.

Al mismo tiempo, los químicos han hecho extraordinarios progresos en los últimos diez años sobre el origen de la vida. Ahora disponemos de experimentos muy desarrollados para explicar los aminoácidos, los nucleótidos, los lípidos, todos los componentes básicos de la vida.

Además, la planetología está experimentando una revolución y también la aeronáutica hace progresos. Ahora tenemos misiones a la Luna y Marte, por ejemplo, y podemos traer muestras. Estamos en un momento en que el conocimiento se valora en nuestra sociedad.

¿Encontrar planetas con condiciones similares a las de la Tierra nos ayudará a comprender nuestros propios orígenes?

Eso es. Podemos preguntarnos objetivamente por la existencia de vida en otros lugares y por su aparición basándonos no en ideas filosóficas o porque esté escrito en la Biblia, sino en hechos.

Estamos en el proceso de reunir hechos, en el mismo punto de lo que sucedió en otros inicios. Hay que remontarse a los comienzos de la física, a finales del siglo XIX, cuando la gente empezó a ocuparse en comprender que existía un átomo con neutrones, que tenía electrones, que tenía protones, etcétera.

Se necesitaron 100 años para comprender la complicadísima formación de la estructura de la materia bariónica [la ordinaria que forma todo lo que nos rodea]. Así que estamos al principio. Somos como los físicos del siglo XIX, ahora en el proceso, no de explorar la naturaleza de la materia, sino de explorar la transformación de la materia en algo vivo.

La vida como “manifestación obligatoria de la materia”, citaba usted en su conferencia. Pero, yendo a lo concreto, usted descubrió un exoplaneta y encendió la primera chispa de esta revolución…

Lo hicimos en 1995. La gente no se lo creía, e insistía en que no podíamos ver los planetas lejanos. Los detectamos indirectamente, así que siguieron diciendo que no podía ser, que se trataba de un efecto óptico de la estrella. Fue duro para mí.

¿Por qué era tan difícil que le creyesen?

Porque los planetas que encontramos eran tan extraños que resultaba difícil que los demás creyesen que lo habíamos podido confirmar [la presencia de un exoplaneta orbitando alrededor de su estrella] disponiendo de los cálculos de un tránsito.

Los ‘Júpiter calientes’ [gigantes gaseosos ubicados demasiado cerca de su estrella] no existirían según la teoría de la formación de planetas. Hay que recordar que la teoría de la formación planetaria fue el tema de los años 60, y se gastaron miles de millones de dólares en enviar sondas al sistema solar que confirmaran aquella teoría.

Así es como, en los 80, todo el mundo estaba convencido —incluidos nosotros— de que todos los planetas se parecían a los del sistema solar.

Durante los primeros años tras el descubrimiento nos pedían que hiciéramos una relectura de los cálculos. Y nosotros respondíamos que no podíamos interpretar esos datos de otra manera que con la existencia de un planeta pasando delante de su estrella. Confirmábamos su existencia, mientras éramos perfectamente conscientes de que ese exoplaneta no se podía explicar por el proceso de formación estándar de los planetas del sistema solar.

A veces, los grandes hallazgos tardan años en ser reconocidos. Aquello no fue fácil. Pero, afortunadamente, yo estaba seguro de lo que había hecho.

El Nobel llegó por esa osadía…

Tardaron años en entender lo que hacíamos. Por eso ganamos el Premio Nobel al final, cuando la gente se dio cuenta de que habíamos hecho un trabajo enorme. Pasaron 25 años hasta que nos dieron el galardón. Podríamos haberlo obtenido antes [ríe].

Sobre la detección de la presencia de un planeta delante de su estrella, cuando es imposible la observación directa del mismo, un neófito comprende que se puede medir la ligera reducción del brillo de la estrella, pero hay otro indicador más difícil de entender: la velocidad radial…

La otra variable es cuando detectamos el movimiento de la estrella. Cuando el planeta orbita la estrella, la estrella se balancea un poco por la gravedad del planeta, que la empuja y la atrae.

Imaginamos que detrás de ello hay mucha teoría y cálculos matemáticos…

Matemáticamente, la teoría de la física para detectar planetas es bastante simple, es casi Newton y Einstein. No es una física complicada. Lo que es complicado es llevar a cabo la medición tecnológica de esos movimientos.

Resulta muy difícil de medir, por lo cual hay que ser muy creativo. Estamos utilizando nuevos métodos, como la fibra óptica —no es realmente astronomía—, nuevas ópticas y, sobre todo, cálculos informáticos para extraer la información del instrumento. Luego viene mi trabajo de transformar eso en datos valiosos.

¿Transformar qué información específicamente?

La luz. Hay que imaginar la luz que llega al telescopio. Se dispersa en un detector y con esa información tenemos que calcular la velocidad. Nos tomó varios años de trabajo.

¿Cree que había más creatividad en la especulación teórica que ahora que hay que echar mano de un instrumental que aún no está del todo desarrollado?

La creatividad está ahí. A veces, la creatividad reside en el desarrollo de la propia máquina, que es un espectrógrafo. Se llama Elodie.

Porque, al fin y al cabo, ¿qué significa ser creativo? Es hacer algo que nunca se ha hecho antes. Y eso es lo que hacemos todos los días.

Como mirar a través de un telescopio…

Yo veo lo que capta el telescopio a través de la pantalla de un ordenador.

¿Cuándo estaba en la facultad estudiando física pensó que algún día diseñaría una máquina, como un ingeniero, para estudiar las estrellas?

¿Te explico por qué estudié física? Es porque no sabía qué hacer. Me dije que, de todas formas, en la física aprendes a ser curioso y a descubrir el universo. Pensé: “esto me puede servir”.

Me encantó y, luego, es verdad que siempre me ha gustado construir cosas. Además, me siento muy cómodo con los ordenadores y puedo imaginar muchas cosas. Hay gente que se siente más a gusto imaginando ecuaciones. En mi caso, por mi cabeza pasan los medios para conseguir hacer máquinas únicas, extraordinarias. Esa es realmente la motivación.

Una motivación entre los dos grandes límites de la física: el universo y el átomo.

No hay diferencia. Son la misma cosa. No hay nada más que el universo. Cuando uno ve el todo, o la parte más pequeña, es el mismo universo. Todo es parte del tejido del universo, porque son todos sus elementos.

Ante los próximos pasos en astronomía, ¿qué esperan del telescopio espacial James Webb?

Vamos a ver planetas pequeños, así que avanzaremos. El problema del Webb es que solo puede registrar tránsitos breves de algunas horas de duración [mientras la vuelta completa de un planeta en torno a su estrella puede durar varios días]. Nos gustaría quedarnos a observar la atmósfera durante días y días, tal vez ver las estaciones. En eso vamos a estar bastante limitados, aunque seremos capaces de hacer algunas cosas: podremos medir la atmósfera, pero será prácticamente para planetas que sean un poco más grandes que la Tierra o que tengan configuraciones muy especiales alrededor de una estrella fría. Eso ya es un paso. El paso definitivo será tener la posibilidad de tomar imágenes. 

Hay que tener en cuenta que el James Webb es un pequeño telescopio de seis metros. Está previsto que el diámetro del telescopio ELT que se construye en Chile sea de 42 metros. Ese tamaño se ha elegido específicamente para contar con los medios que posibiliten hacer imágenes de estrellas con planetas próximos. Esto lo hace un instrumento único en el mundo, y para la próxima década.

¿Cuál es el siguiente paso?

El siguiente paso es un gran telescopio espacial. Pero ya hablamos de la generación siguiente.  

¿Cuál es su sueño?

Yo no sueño. Intento hacer las cosas. Y sé que tenemos que cambiar la forma en que buscamos los planetas. Quiero encontrar un planeta como la Tierra. Ahora conocemos que es a través de la velocidad radial, pero tenemos que buscar más sistemáticamente.

Por eso participo en una experiencia nueva: con el consorcio Terra Hunting Experiment instalaremos un espectrógrafo [el Harps-3, en el Telescopio Isaac Newton de La Palma] en las Islas Canarias. Vamos a ponerlo en marcha en los próximos dos años e IAC es uno de los socios; la ‘primera luz’ la tendremos a inicios de 2025. Luego necesitaremos 10 años de programas sistemáticos para una treintena de estrellas. Se podrá medir la velocidad de las mismas, de una manera mucho más precisa. Y vamos a ser capaces de analizar la luz con mucho mayor detalle.

¿Intentarán encontrar otra ‘Tierra’, o sea, un planeta con condiciones similares?

Eso es. Y encontrarla en los próximos años. Me parece frustrante que hayamos empezado hace 30 años y todavía no hayamos encontrado ninguna Tierra. Cuando hayamos detectado varios de estos planetas alrededor de estrellas cercanas, tendremos una idea de la probabilidad de tener sistemas similares a la Tierra. Y entonces será el primer paso para que la futura generación desarrolle máquinas para tomar imágenes. Puede ser que esos planetas sean todos Venus (demasiado calientes). En cualquier caso, ese será mi último gran programa.

¿Hay alguna otra razón capital para encontrar otra ‘Tierra’?

Esto sería interesante intelectualmente, porque nuestra supervivencia está en peligro. Creo que nuestra especie va a desaparecer. Nadie se esfuerza por combatir el calentamiento global. Seguimos arrastrando un problema que se conoce desde hace 50 años. La biodiversidad está en peligro, estamos convirtiendo el planeta en un desierto. La vida continuará en el planeta, pero nosotros, no.

Quizá nosotros fuimos un error de casting en el desarrollo de la vida. Nuestra conciencia nos ha dado demasiado poder y no podemos controlarlo.  

Fuente: SINC