Figura Tomada de https://chandra.si.edu/edu/pencilcode/blackhole.html
Representación artística de un agujero negro astrofísico. Crédito de la imagen: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser/N. Bartmann

El Dr. en Astronomía Ignacio Ranea Sandoval, docente de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas e Investigador de CONICET, comparte su mirada sobre los ganadores de dicho Premio, sus investigaciones y observaciones, así como su postura acerca de ciencia, género y el mismísimo Premio Nobel.

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El 6 de octubre se anunció que el premio Nobel de física 2020 fue otorgado a la terna compuesta por Roger Penrose, Andrea Ghez y Reinhard Genzel, por los aportes que realizaron para permitirnos comprender la naturaleza de los agujeros negros. De esta forma, como ocurrió en la mitad de los casos de la última década -y tres veces en los últimos 4 años-, científicos y científicas que realizaron aportes relacionados con la astrofísica y la cosmología, recibieron el premio Nobel de Física.

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Haciendo historia para llegar a Roger Penrose y el Premio Nobel de Física 2020

 "En 1915, Albert Einstein obtuvo las ecuaciones fundamentales de la teoría general de la relatividad, teoría que hasta hoy se usa para explicar los fenómenos asociados con la interacción gravitatoria.
Con dicha teoría el propio Einstein logró explicar la precesión del perihelio de Mercurio, fenómeno que tenía a mal traer a la comunidad astronómica desde hacía bastante tiempo y hasta llevó a postular un nuevo planeta para el Sistema Solar: Vulcano.
Además, realizó una serie de predicciones como la que enuncia que la luz es afectada por la gravedad, cuestión demostrada observacionalmente por una serie de científicos/as, entre los que se encontraba Arthur Eddington. Eddington fue un físico inglés, ayudando a corroborar la teoría de uno alemán a poco de finalizar la primera guerra mundial, en un eclipse total de Sol que ocurrió en 1919.

También, que existían ondas gravitacionales; esto dio lugar a un par de premios Nobel, primero, por la detección indirecta de dichas ondas a Russell Hulse y Joseph Taylor Jr. en 1993 y luego a Kip Thorne, Rainer Weiss y Barry Barish, por su detección directa en 2017.
En 1916, Karl Schwarszchild obtuvo una solución matemática para las ecuaciones de Einstein que, luego se comprendió, describía a un agujero negro. En esa época, y por mucho tiempo, no se le dio importancia física a estas soluciones que, entre otras cosas, predecían la aparición de singularidades.

Por singularidad se entiende donde la materia se encuentra comprimida a un punto y donde la teoría deja de ser aplicable. Grandes personalidades de la ciencia, con el propio Einstein a la cabeza, no podían concebir semejantes cosas y aseguraban que no existían más allá que en los papeles, en un escritorio.

Roger Penrose

 "Penrose es un físico teórico que trabajó junto con Stephen Hawking, abocados, entre otras cosas, al estudio de agujeros negros. Durante la década de 1960 realizaron importantes avances en la formulación matemática de la teoría general de la relatividad. Estos avances permitieron, y permiten, estudiar aspectos centrales de los agujeros negros. Los aportes que realizó, son de relevancia indiscutible para el área teórica vinculada a su naturaleza.

Uno de los resultados centrales que obtuvo Penrose es que la teoría de Einsten predice, naturalmente y en condiciones muy generales que, cuando ocurre un colapso gravitacional de materia, la aparición de singularidades es inevitable. Estos resultados fueron presentados 10 años después de la muerte de Einstein, en 1965, por lo que el padre de la teoría no pudo discutir y analizar los alcances e implicancias de esos resultados.

Además, en 1969, postuló lo que hoy se conoce como conjetura de Penrose (o del Censor Cósmico) que aún no ha podido ser demostrada. Responder si dicha conjetura es o no válida es una de las preguntas relacionadas con la teoría general de la relatividad más importante que queda por resolver".

¿Qué dice esta conjetura?

 "En palabras simples, que esas singularidades que inevitablemente predice la teoría de la relatividad general, siempre están "cubiertas" por un horizonte de eventos.
El horizonte de eventos de un agujero negro es el "borde" que separa al espacio-tiempo en una región externa y otra interna donde se encuentra la singularidad. Si algo, no importa qué, atraviesa ese borde y accede a la región interna, no puede regresar y a su vez deja de poder influenciar al exterior. En este sentido podríamos decir que "nos protege" de las singularidades, sean lo que sean".

Figura 2. Tomada de https://www.markushanke.net/more-on-schwarzschild-black-holes/
Esquema del colapso de una estrella que da origen a un agujero negro. Se ven la singularidad en el centro y el horizonte de eventos.

Roger Penrose y el trabajo del Dr. Ranea Sandoval

 "Mi relación con la conjetura de Penrose fue que durante mi licenciatura y mi doctorado en Astronomía, obtenidos ambos en la FCAG-UNLP bajo la dirección de Gustavo Dotti de FAMAF-UNC y Héctor Vucetich de FCAG-UNLP, sirvieron, no para demostrar dicha conjetura pero sí para aportar resultados que pueden indicar su validez.

Trabajamos basados en que existen soluciones matemáticas a las ecuaciones de Einstein que presentan singularidades pero no un horizonte de eventos.

La pregunta que buscábamos responder es, ¿pueden estas soluciones servir como un modelo para describir algún objeto del Universo?
Una condición central que se le exige a una solución o modelo matemático con el que se pretende describir a un objeto del Universo, es que sea estable frente a perturbaciones. Caso contrario, no es esperable que existan en el Universo donde nada está en reposo.
Esto es algo similar al porqué uno no se cruza lápices parados de punta en la vida sino que los vemos acostados. Un lápiz parado de punta está en una situación inestable, mientras que estando acostado no.

Entonces, volviendo a nuestro trabajo, tomamos una de esas soluciones que presentan singularidades no cubiertas por horizontes de eventos, la perturbamos y demostramos que son inestables. Como decía, esto no demuestra que dichos objetos no puedan formarse, pero descarta su importancia astrofísica y plantea que, de existir, las condiciones para que se formen no son para nada generales".

Los otros Nobel de Física 2020: Andrea Ghez y Reinhald Genzel

"Los premios Nobel de Física, así como los de Química y Medicina, no se otorgan a personas que hayan realizado aportes teóricos, salvo que existan contundentes evidencias observacionales que respalden dicha teoría.

Aquí es donde entran Andrea Ghez y Reinhald Genzel, quienes comparten la otra mitad del premio. Ghez y Genzel lideraron, de modo independiente, equipos que estudiaron desde principios de la década de 1990, el movimiento de estrellas que se encuentran extremadamente cerca del centro de nuestra galaxia: la Vía Láctea.

Los resultados que obtuvieron son interpretados, por la mayor parte de la comunidad científica, como una prueba de la existencia de un agujero negro supermasivo en la zona central de la misma.

Estos trabajos pioneros conforman la evidencia más fuerte que tenemos de que en la región central de la Vía Láctea existe un objeto completamente oscuro y extremadamente masivo y compacto, totalmente compatible con un agujero negro cuya formación es inevitable en condiciones generales, como demostró Penrose. Es por esto que ambos recibieron el galardón.
A estas evidencias se suma la primera fotografía del agujero negro supermasivo presente en el centro de la galaxia M87. Dicha fotografía fue obtenida por la colaboración "Event Horizon Telescope" el año pasado y fue otro hito histórico que sirvió para continuar fortaleciendo la validez de la teoría de Einstein que, luego de más de 100 años sigue vigente y pudiendo sortear todos los intentos de "destronarla".

Igualmente, los responsables de esta fotografía no fueron incluidos en el premio de este año. La comunidad científica espera que en el futuro próximo la colaboración EHT consiga fotografiar el objeto oscuro que existe en el centro de nuestra galaxia".

Figura tomada de http://www.sci-news.com/astronomy/s2-star-general-relativity-08339.html
Esta simulación muestra las órbitas de estrellas extremadamente cercanas al agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea conocido como Sagittarius A*. Crédito de la imagen: ESO / L. Calçada / Spaceengine.org.

Los Premios Nobel frente a los cambios de cómo se hace la ciencia

 "El Comité que otorga los premios Nobel mantiene firme su postura de no otorgarlos a más de tres personas como indica su estatuto así lo indica. Esto es criticado en algunos ambientes, se puede interpretar como un intento de conservar la idea -cada vez menos defendible- de la o el científico trabajando de manera solitaria, que pudo haber sido cierta hace muchos años, pero que ya prácticamente no existe.

Sólo hace falta ver la lista de autores de las publicaciones científicas donde se presentaron algunos de los resultados que mencioné. Es más, luego de recibir el premio en 2017, Thorne aseguró, "es lamentable que, debido a los estatutos de la Fundación Nobel, el premio tenga que ir a no más de tres personas, cuando nuestro maravilloso descubrimiento es la obra de más de mil" y luego reforzó, "el premio pertenece a los cientos de científicos e ingenieros de LIGO que construyeron y perfeccionaron nuestros complejos interferómetros de ondas gravitacionales y los cientos de científicos de LIGO y Virgo que encontraron las señales en los ruidosos datos de LIGO y extrajeron la información de las ondas".

Más aún, el comité Nobel podría haberse visto en serios problemas si Ronald Drever, otro de los pioneros en el desarrollo de los instrumentos que permitieron, luego de enormes avances teóricos y tecnológicos, detectar estas ondas de forma directa, no hubiese fallecido un tiempo antes del anuncio del Nobel de física del año 2017.
Volviendo al premio de este año, ciertamente, hay roles de mayor y menor importancia dentro de esas colaboraciones y, eso es lo que se sopesa en estas instancias a la hora de seleccionar a los/as ganadores/as. En este sentido, Ghez y Genzel lideraron a sus respectivos equipos de trabajo y, con las observaciones que obtuvieron, permitieron explorar los secretos más oscuros del corazón de nuestra galaxia".

Ciencia y género

 El Dr. Ignacio Ranea es claro, "el mundo es claramente machista, nuestra sociedad, marcadamente, patriarcal y no caben dudas de que, en mayor o menor medida, los varones cis ejercemos, de alguna forma, violencia. El ambiente científico, claramente no es ajeno a esta realidad que hay que modificar.

Un ejemplo de esto son los estudios que muestran cómo se han reducido las publicaciones científicas lideradas por mujeres durante la pandemia por el COVID-19. Podemos asociar esta disminución con el rol de cuidadora que se le asigna a la mujer en lo relacionado con la crianza de hijos/as y a la distribución desigual de las tareas domésticas, entre otros factores.
Por esto considero importante que este año se haya reconocido la labor científica de una mujer, la cuarta en ser galardonada con el Nobel de Física, área temática donde el porcentaje de mujeres premiadas es la menor de todas, pero la primera que lo obtiene por investigaciones astrofísicas.

Ghez se suma, de esta manera, a Marie Curie que lo recibió en 1903. En 1911 recibiría su segundo Nobel, esta vez en Química, por lo que es una de las cuatro personas en haber obtenido más de un premio Nobel junto a otros como Frederick Sanger -dos veces ganador del Nobel de química, en 1958 y 1980-; Linus Pauling -ganador en 1954 del Nobel de química y en 1962 del Nobel de la Paz- y John Bardeen -dos veces ganador del Nobel de física, en 1956 y 1972-; María Goeppert-Mayer quien lo recibió 60 años después y Donna Strickland quien lo obtuvo hace un par de años.

Igualmente, creo que debemos ser cuidadosos/as para no hacer tanto foco en los reconocimientos individuales. Es decir, a pesar de los logros que se han obtenido en materia de igualdad de género, el rol de la mujer en la ciencia sigue siendo, lamentablemente, secundario, generalmente lejos de los espacios de liderazgo y toma de decisiones o definición de políticas y, muchas veces, es necesario que alguna obtenga un premio muy importante para que su labor se visibilice.

No tengo dudas de que las transformaciones comenzaron a gestarse al calor del movimiento feminista, motorizadas por esos cuerpos que sufren al sistema y que, por lo tanto, se organizan para cambiarlo".