En 1900, en Oxford, el conocido físico Lord Kelvin se dirigió a la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia con estas palabras: "No hay nada nuevo que descubrir en física".
¿Qué dices, tenía razón? El siglo siguiente cambió completamente la física.. Una cantidad increíble de descubrimientos teóricos y experimentales han transformado la comprensión de nuestro lugar en el universo. ¿Y en los próximos 50 años?
No esperes que este siglo sea diferente. El universo tiene un océano de misterios que aún quedan por descubrir, y las nuevas tecnologías nos ayudarán a resolver muchos más.
El primero se refiere a los fundamentos de nuestra existencia.
La física predice que el Big Bang produjo cantidades iguales de la materia de la que estamos hechos y algo más llamado antimateria.
La mayoría de las partículas de materia tienen un gemelo antimateria. Es idéntico pero con carga eléctrica opuesta. Cuando la materia y la antimateria se encuentran, se cancelan entre sí y toda su energía se convierte en luz.
Pero el universo que observamos está compuesto casi en su totalidad por materia. Entonces, ¿dónde se ha ido toda la antimateria?
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) nos ofreció algunas ideas interesantes. Hace que los protones colisionen a velocidades inimaginables, creando partículas pesadas de materia y antimateria que se descomponen en partículas más ligeras. Muchos de estos nunca antes se habían visto.
El LHC ha demostrado que la materia y la antimateria se descomponen a ritmos ligeramente diferentes. Esto explicaría por qué nunca hay una simetría perfecta en la naturaleza, a pesar de las apariencias.
El problema es que, comparado con los experimentos físicos del siglo pasado, el LHC sigue siendo como jugar al ping-pong con una raqueta de tenis. Dado que los protones están formados por partículas más pequeñas, cuando chocan producen "desechos" que se "disparan" por todas partes, lo que hace que sea mucho más difícil detectar nuevas partículas. Es por ello que medir sus propiedades es complicado y conlleva el más que concreto riesgo de numerosos errores de cálculo. En resumen: no sabemos por qué ha desaparecido tanta antimateria.
Tres nuevas estructuras científicas cambiarán por completo el escenario en las próximas décadas. El principal de estos es el Colisionador circular futuro (FCC) - un túnel de 100 km que rodeará Ginebra: utilizará el actual LHC (27 km) como parada en la ruta. En lugar de protones, hará que los electrones y sus antipartículas, los positrones, colisionen a velocidades mucho más rápidas que las que podría alcanzar el LHC.
A diferencia de los protones, los electrones y los positrones son indivisibles: por lo tanto, sabremos exactamente lo que estamos observando.
También podremos variar la energía de las colisiones, producir partículas específicas de antimateria y medir sus propiedades (en particular, cómo se descomponen) con mucha más precisión.
Física totalmente nueva
Estas investigaciones en los próximos 50 años podrían revelar una física completamente nueva.
Una posibilidad es que la desaparición de la antimateria esté relacionada con la existencia de materia oscura, las partículas hasta ahora indetectables que constituyen la friolera del 85% de la masa del universo.
La ausencia de antimateria y el predominio de la materia oscura probablemente se deban a las condiciones presentes durante el Big Bang, por lo que estos experimentos sondearán directamente los orígenes de nuestra existencia.
Es imposible predecir que los próximos descubrimientos cambiarán nuestra vida. La última vez que miramos el mundo a través de una lupa más poderosa, encontramos partículas subatómicas y mecánica cuántica, descubrimientos que están revolucionando la computación, la medicina y la producción de energía en la actualidad.
¿Quién está escuchando?
Igualmente importante de descubrir a escala cósmica es la antigua pregunta de si estamos solos en el universo. A pesar del reciente descubrimiento de agua líquida en Marte, todavía no hay evidencia de vida microbiana. Marte 2020 también nos dirá esto.
La búsqueda de vida en planetas de otros sistemas estelares aún no ha dado sus frutos, pero la inminente entrada en funcionamiento del Telescopio espacial James Webb, que lanzaremos en 2021, revolucionará la forma en que detectamos exoplanetas habitables en los próximos 50 años.
El telescopio espacial James Webb utilizará un instrumento llamado coronógrafo para detectar la luz de una estrella que ingresa al telescopio. Funciona de la misma manera que una mano colocada frente a los ojos para evitar que la luz del sol nos deslumbre. La técnica permitirá que el telescopio observe directamente pequeños planetas que normalmente estarían cubiertos por el brillo brillante de la estrella alrededor de la cual orbitan.
El telescopio James Webb no solo podrá detectar nuevos planetas, sino que también podrá determinar si son capaces de mantener la vida. Cuando la luz de una estrella llega a la atmósfera de un planeta, se absorben ciertas longitudes de onda, dejando espacios en el espectro reflejado. Al igual que un código de barras, estos espacios proporcionan una firma para los átomos y moléculas que componen la atmósfera del planeta.
El telescopio podrá leer estas "huellas" para detectar si la atmósfera de un planeta tiene las condiciones necesarias para la vida.
Durante los próximos 50 años, podemos tener objetivos para futuras misiones espaciales interestelares para determinar qué o quién podría estar viviendo en otros planetas.
Europa está "más cerca" de nosotros. La luna de Júpiter ha sido identificada como un lugar en nuestro sistema solar que podría albergar vida. A pesar de su temperatura fría (-220 °C), las fuerzas gravitatorias de Júpiter pueden hacer que el agua fluya por debajo de la superficie lo suficiente como para evitar que se congele. Esto lo convierte en un posible hogar para la vida microbiana o incluso acuática.
Una nueva misión llamada Europa Clipper esperado en 2025 confirmará la existencia de un océano submarino e identificará un punto de aterrizaje adecuado para una misión posterior. También observará chorros de agua líquida lanzados desde la superficie helada del planeta para ver si hay moléculas orgánicas presentes.
En definitiva, ya se trate de los más pequeños elementos constitutivos de nuestra existencia o de la inmensidad del espacio, el universo aún guarda una serie de misterios.
