En la frontera de la física

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  • Un trabajo que la investigadora califica auténticamente como la vanguardia no sólo de la tecnología, sino de la física misma.
ISRAEL SÁNCHEZ / AGENCIA REFORMA

CIUDAD DE MÉXICO.- Aquel 10 de abril de 2019, cuando el Event Horizon Telescope (EHT) mostró al mundo la primera imagen captada de la sombra de un agujero negro supermasivo, la física mexicana Celia Escamilla, al igual que el resto del mundo, quedó fascinada.

En especial, por la posibilidad de ver por primera vez aquello que los cosmólogos únicamente habían conocido a través de cálculos, como una de las primeras soluciones exactas que tuvo la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein.

“Veo yo una imagen de una solución que ya había resuelto muchísimas veces en papel. Era el primer ejercicio de un curso de introducción a la Relatividad General: encontrar una solución exacta a las ecuaciones de Einstein.

“Y ahora, con la primera fotografía de la colaboración del EHT, me encuentro con que estoy viendo el primer ejercicio que resolvía durante la carrera. Eso fue muy impactante desde un punto de vista teórico observacional”, relata en entrevista la científica nacida en 1984 en Ciudad del Carmen, Campeche.

No mucho después de ello, la hoy jefa del Departamento de Gravitación y Teoría de Campos, en el Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, se integraría a este consorcio internacional, específicamente al grupo dedicado a explicar a través de algún fondo teórico los agujeros negros, que muy probablemente no siempre obedezcan la Relatividad General.

Lo cual lleva a los expertos a especular, entonces, cuál podría ser una teoría viable o factible que pudiera describir este tipo de objetos astrofísicos. Acaso alguna de las teorías modificadas de la Relatividad General, con extensiones o términos matemáticos agregados, como en las que Escamilla trabaja.

En ese sentido, si la primera imagen de la sombra del agujero negro supermasivo al centro de la galaxia elíptica M87 fue impactante, a la física mexicana le impresionó aún más la “firma” de los campos magnéticos en la zona más próxima alrededor de este agujero, presentada el pasado 24 de marzo.

Esa luz polarizada correspondiente a la región de brillo que se ve en el anillo de gas circundante al agujero negro, donde la materia atrapada por el feroz tirón de la gravedad se tritura y consume, calentada a miles de millones de grados, retorciéndose y girando a través de estos campos magnéticos intensos.

“Con esa luz polarizada tenemos ya una observable que podemos insertar en nuestras teorías de gravedad y decir si Einstein sigue siendo correcto o no, o si tenemos que implementar algo que pueda ser lo más cercano a esta observable”, detalla.

“Ya son datos crudos que podemos usar directamente para probar, ahora sí con firmeza, teorías de gravedad. No sólo la de Einstein, sino también empezar a descartar entre muchísimas teorías, las cuales tienen una belleza matemática impresionante, pero a la hora de llevarlas a las pruebas en astrofísica no concuerdan con esta observación”.

Un trabajo que la investigadora califica auténticamente como la vanguardia no sólo de la tecnología, sino de la física misma. “Estamos haciendo ciencia de frontera”, define.

Y es que ya desde su tesis de licenciatura, realizada en la Universidad de Guanajuato, su alma mater, y una parte en la Universidad de Cambridge -donde tuvo la oportunidad de conocer a Stephen Hawking-, Escamilla ya estudiaba la posibilidad de modificar las ecuaciones estándares de Einstein.

Ahora, junto con su colega Levi Said, de la Universidad de Malta, han continuado el trabajo que el físico alemán dejó inconcluso con el que buscaba unificar en su teoría el electromagnetismo con la gravedad. A partir de lo cual han desarrollado una teoría propia que podría poner fin a una discrepancia de una década acerca de la edad del universo.

Es la llamada discrepancia en el parámetro de Hubble-Lemaître, entre un grupo que calcula la velocidad con que se expande el universo observando la radiación de fondo de microondas -la luz más antigua del cosmos-, y otro que lo hace observando el entorno local. Cada uno con resultados distintos que apuntan a que el universo es más viejo o más joven que los 13 mil 800 millones de años que se le calculan.

La sospecha de los expertos es que podría tratarse de un problema con las mediciones -un error sistemático-, o un problema de la mismísima teoría cosmológica, el modelo Lambda-CDM. “Con tanto estudio en modificar la misma teoría de Einstein, tal vez esa sea la respuesta. Necesitamos extenderla, más que modificarla”, consideró entonces Escamilla.

“Se han hecho muchísimos cálculos matemáticos, pero ahora mi colega y yo rescatamos (el trabajo de Einstein por unificar gravedad y electromagnetismo). Dijimos: ‘Bueno, vamos a seguir haciendo cálculos, y poder derivar la cosmología de esa teoría. Y derivamos la cosmología, sacamos unas nuevas ecuaciones y las probamos con datos del universo actual, del universo local.

“Y ahora nos encontramos que funciona, la teoría funciona y está muy en sintonía con las observaciones del universo temprano, el grupo que observa la radiación de fondo de microondas. Nos encontramos con un ensamble de ecuaciones que pueden explicar esta discrepancia entre los dos grupos”, destaca la física.

Una propuesta que se publicó el año pasado en la revista Classical and Quantum Gravity, y que recientemente el Nobel de Física Adam Riess junto con sus colegas enlistó como una de las teorías que efectivamente podrían solucionar esta discrepancia.

“Lo que queremos es, básicamente, cerrar esta discrepancia entre los dos grupos y decir: Miren, este es en verdad el problema; no es de las observaciones. El problema es una cuestión teórica, y esta es la respuesta”, sostiene Escamilla, invitada a formar parte del proyecto Snowmass 2021, junto con Riess, gracias a este trabajo.

“Lo que sigue ahora es, si ya tenemos una teoría, seguir insistiendo, seguir haciendo más pruebas, seguirla probando con más datos. Nuestras siguientes intenciones, por supuesto, son ver si efectivamente datos como los que tenemos a la mano del EHT en verdad puedan ayudar también a esta teoría a nivel astrofísico”, expone, de pie en la frontera de la física moderna, y con un paso enorme que dar hacia adelante.

Curiosidad y temple

Preguntarse, casi obsesivamente, por cómo nació el universo, es una duda que ha acompañado a la física Celia Escamilla desde que era apenas una niña de 4 años que, ante el clarísimo firmamento de Isla del Carmen, se cuestionaba por qué la Luna sale sólo de noche -aunque ahora sabe que no es así- o por qué las estrellas tintinean.

Una curiosidad desbordante por el cielo y sus fenómenos que sus padres alimentaron siempre con libros y materiales de todo tipo, como los documentales de Discovery Channel donde el físico teórico Miguel Alcubierre, su figura a seguir y futuro colega, hablaba de agujeros negros o de la posibilidad de viajar más rápido que la velocidad de la luz.

Desde muy pronto, en tercero de primaria, una profesora le indicó el camino por el cual podría conseguir respuesta a todas sus dudas: la física. En especial la parte dedicada a los astros: “me obsesioné con la astronomía desde secundaria; quería yo ser astrónoma”, recuerda la investigadora.

Al estar su ciudad vinculada principalmente a la actividad petrolera, decidió formarse en Guanajuato, donde además había un observatorio en el cual especializarse como astrónoma. Sin embargo, esto ya no le pareció tan atractivo luego de llevar un curso de introducción a la astronomía en el primer año.

“Me encuentro con que, sí, uno realiza observaciones, uno analiza datos, pero me faltaba esa respuesta a las preguntas que yo hacía desde muy pequeña. Y las encontré en una materia conocida como Introducción a la Cosmología.

“La primera vez que la llevé me encontré con que yo puedo tomar una hoja de papel y decir: ‘Mira, esta es la ecuación que me puede definir distancias en el cosmos; esta es la ecuación que me dice cómo fue que pudo haber nacido el universo, y cómo evoluciona hasta el día de hoy'”, remarca.

Fue un punto de inflexión que redirigió su vida hacia la cosmología, convirtiéndose en su momento en una de las pocas personas en México dedicadas a la cosmología de precisión -que maneja grandes cantidades de datos-, tras su fructífero paso por Europa, donde se doctoró con una doble titulación por parte de la Universidad del País Vasco y Oxford.

Un destacado trayecto de la primera mujer mexicana en ser nombrada Fellow de la Royal Astronomical Society, por el que, como es bien sabido, ha sido tradicionalmente un ambiente dominado por hombres. 

Escamilla misma rememora que, de 60 personas que ingresaron en su generación a la licenciatura de física en la Universidad de Guanajuato, apenas cinco eran mujeres. Tres terminaron la carrera, y actualmente mantiene contacto sólo con una que continúa en la academia.

“Llega uno a Europa y sí, encuentra una densidad poblacional de mujeres un poco mayor, pero aún insuficiente. Todavía aún hoy, cuando uno pensaría que las mujeres ya pueden dedicarse a la ciencia sin ningún problema social o de género, seguimos siendo pocas las científicas en las universidades”, lamenta.

“Es muy claro para nosotras que hay interés en estas áreas y son estas barreras culturales, sociales y los sesgos, los que queremos superar”.

La física celebra que al día de hoy muchas instituciones de investigación en México son lideradas por científicas, como es el caso de su instituto en la UNAM, el de Ciencias Nucleares, con la química María del Pilar Carreón al frente. Algo que, sin duda, le abre las puertas a todas las profesionistas para llegar a un puesto que otrora concebían inalcanzable.

“Pero aún así seguimos siendo un número que satisfacer dentro de una estadística. A veces dicen: ‘Requerimos que una mujer esté en este grupo’, pero no se requiere por su curriculum o su preparación, sino porque hay que llenar ese punto estadístico de equidad de género.

“En esta parte es donde hay que hacer un poco más de esfuerzo: en que se nos reconozca no por nuestro género, sino por nuestra labor científica”, subraya Escamilla.

Esfuerzo cotidiano en el que las científicas no cejan, con tal de que las nuevas generaciones, sus alumnas, puedan el día de mañana incidir en la academia de una manera más fluida de lo que se hacía hace 20 años, cuando Escamilla se formó.

“Éramos pocas, era complicado y, sobre todo, desde un punto de vista personal, había que tener mucho temple. Mucho temple para decir: ‘Yo también puedo; no importa que sea yo un punto estadístico, pero soy un punto estadístico que voy a hacer la diferencia para las que vienen atrás'”.

‘Todo es física’

Si alguna vez hubo algo que estuviera cerca de lograr que Celia Escamilla abandonara la física, en todo caso eso sería la esgrima. Un deporte que en México podrá no ser muy popular, pero en Europa “es como jugar futbol”, dice la científica.
“Cuando estaba en ciertas competencias en España, tuve la oportunidad de hacer las pruebas para ir a las Olimpiadas de Londres, 2012.

“No quedé en el ranking, pero lo que empezó siendo un pasatiempo de una hora se convirtió en algo muy serio de cinco horas diarias”, comparte la física, que aún continúa su práctica en México, y está a la espera de que la contingencia sanitaria le permita retomarla formalmente en el equipo de la UNAM.

Una actividad que, como muchos de los pasatiempos a los que se entrega cuando no está interpelando a Einstein ni impulsando la revolución científica, Escamilla disfruta por la física implicada en ello.

“Al final, creo que todo es física; todo lo que nos rodea es física, y eso es parte del click por el cual uno elige ciertas actividades”, estima.

“El esgrima no sólo es un deporte. Hay mucho que pensar, mucha matemática detrás, mucha serenidad, por supuesto. Y yo creo que ya viene uno entrenado desde un punto de vista mental para encontrar belleza en actividades que parecen normales”.

Desde tocar el piano, intrigada por la matemática detrás de las composiciones musicales, hasta sumergirse en las novelas inglesas. Y, qué va, incluso escribir poesía.

“Hay belleza, hay simetría en todo este tipo de actividades”, reitera quien, si lo que quiere es no hacer absolutamente nada más que estar sentada frente a un televisor, pone alguna película del 007.

“Yo creo que de la misma intensidad que puedo hablar de física, puedo hablar de la saga de James Bond”, asegura.

Una risita es su primera reacción a la pregunta expresa sobre si sueña, no ya con el podio olímpico, sino con el Nobel de Física. Y aunque reconoce que ganarlo sería increíble, se planta estoica y apela a que también se puede hacer historia en la ciencia a través de la simple mirada de los colaboradores y estudiantes.

“Ese creo que es un mayor reconocimiento que tener un premio en físico. No niego que ganar el Nobel sería extraordinario, pero el que te reconozcan, el que se comuniquen contigo, que tus estudiantes digan:’ Yo quiero ser como usted; quiero seguir su camino’, y que tus colegas reconozcan tu trabajo, eso ya es un premio.

“Y, ¿por qué no? Si algún día se presenta el premio Nobel, con muchísimo gusto (lo recibiré). Y esto también será aliciente para colegas y estudiantes de decir: Miren, se puede; no hay nada que nos impida poder realizar, si no un buen, un excelente trabajo en la investigación científica. Hacerlo de frontera y de calidad”, concluye.

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