“Quan vam detectar ones gravitatòries, vaig entrar en pànic”

Barry Barish (Estats Units, 1936) va embarcar-se el 1994 en l’aventura d’observar ones gravitatòries, l’existència de les quals Einstein havia predit el 1916. Ell i el seu equip ho van aconseguir després de 21 anys de feina i de liderar la construcció del LIGO, un aparell capaç de mesurar, en una longitud de 4 quilòmetres, variacions equivalents a la deumil·lèsima part de la mida d’un -respireu- protó. Aquest eureka, potser el més astorador del segle fins ara, li va valdre el premi Nobel de física el 2017, que va compartir amb els investigadors Rainer Weiss i Kip Thorne. Aquesta setmana ha visitat Barcelona i no es deu haver avorrit: ha participat en la trobada bianual Strong and Electroweak Matter i en la jornada anual del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST), i també ha pronunciat una conferència al CosmoCaixa.

Què va sentir quan va saber que havien detectat ones gravitatòries per primera vegada?

Pànic.

Com va anar?

Havíem buscat ones gravitatòries durant molt de temps i no havíem tingut cap moment de dubte. Senzillament, no trobàvem res. El 14 de setembre del 2015 a les 4.50 de la matinada el detector va enregistrar un senyal. Jo me’n vaig assabentar quan em vaig llevar, i vaig veure que els col·legues europeus, que ho havien sabut la tarda abans, deien que es tractava d’un molt bon candidat a ser una ona gravitatòria. I, efectivament, tenia massa bon aspecte.

Massa bon aspecte?

Quan busques una cosa i la veus per primera vegada, sovint està una mica borrosa i has de treballar molt per veure-la bé. Però allò era el senyal més clar possible del que estàvem buscant. Alguns col·legues meus van tenir un sentiment d’eureka, però jo vaig entrar en pànic.

Per què?

Em vaig formular molt ràpidament dues preguntes. Com ens podíem estar enganyant a nosaltres mateixos? I com algú ens podia estar enganyant?

A què es refereix?

Vam crear les tècniques per detectar ones gravitatòries al llarg de 20 anys i vam reconstruir l’aparell amb totes les millores de què vam ser capaços després de tota aquesta experiència. Quan vam començar a fer-lo servir, no sabíem del cert si el detector, que tenia moltes funcionalitats noves, podria fer alguna cosa que ens enganyés.

Què van fer?

Vam considerar totes les possibilitats i vam arribar a la conclusió que per estar segurs que el senyal era real havíem de fer funcionar el detector i analitzar-lo durant un mes.

I respecte a l’altra pregunta?

El que més em preocupava era si hi hauria pogut haver alguna persona que hagués entrat al sistema per generar el senyal. Era una possibilitat remota, perquè enviem les dades a diversos llocs del món, hi ha dos detectors i s’haurien de generar dos senyals alhora, però no era impossible.

Com ho van encarar?

Tenim maneres d’agafar el senyal, tirar cap enrere i veure com s’ha propagat per les diverses etapes del procés de detecció. Això és fàcil de dir però implica uns càlculs que duren un mes.

Ens plantem, per tant, al 14 d’octubre del 2015.

Aquell dia vam arribar a la conclusió que havíem vist ones gravitatòries per primer cop a la història.

Quin vertigen.

Com que vam decidir immediatament que havíem de ser nosaltres els que estudiéssim el senyal en lloc de fer-lo públic, ens vam posar a treballar de seguida i no vam tenir temps per al vertigen. Ho vam mantenir en secret mentre hi treballàvem.

Hi va haver algun rumor, però.

Sí, però només rumors. Al cap d’un mes ja sabíem que les ones procedien de dos forats negres que s’havien fusionat i que eren com Einstein havia predit. Llavors vam escriure un article molt llarg i, un cop acabat, ens vam embrancar en una discussió sobre quin terme utilitzar: descobriment o observació. Érem un equip de mil persones i no va ser gens fàcil posar-nos d’acord.

Però ho van fer.

Finalment vam fer servir observació.

I l’article es va publicar al febrer.

Ens van dir que sortiria massa a prop de Nadal i que més valia esperar. Aleshores el 26 de desembre el detector va tornar a captar un senyal d’ones gravitatòries. Va ser llavors que, per primera vegada, vaig respirar alleujat i vaig sentir alguna cosa semblant a un eureka. Allò confirmava que el que havíem vist al setembre era real.

Per què és tan important aquesta observació?

Hi ha una pila de motius.

L’escolto.

Com a humans, és un triomf de la nostra habilitat per utilitzar la tecnologia més avançada per respondre preguntes.

Què més?

Al segle XVII Newton va fer una teoria de la gravetat, i a principis del segle XX Einstein va fer una teoria diferent. La teoria d’Einstein explica coses que la de Newton no explicava, però no sabem si és del tot correcta, si s’ha de modificar o si cal buscar alternatives. Tot just ara, gràcies a aquestes observacions, l’estem posant a prova amb detall.

¿Es poden comprovar altres teories amb les ones gravitatòries?

Amb aquesta observació s’obre un món de possibilitats. Es pot fer un nou tipus de ciència que abans no podíem ni imaginar. I això, efectivament, pot permetre entendre qüestions fonamentals de la física. Ara tenim dues teories, la teoria de la relativitat general d’Einstein, que descriu meravellosament el cosmos a gran escala, i la física quàntica, que descriu el món microscòpic. El problema és que són incompatibles. I això és una bogeria. Les hem de fer funcionar juntes i la millor possibilitat que tenim de fer-ho és estudiant situacions en què totes dues estiguin involucrades, com és el cas dels forats negres. Per tant, potser podem utilitzar les ones gravitatòries generades per forats negres per avançar en aquesta qüestió.

Més motius?

Una altra pregunta important que tenim pendent és saber com va començar tot plegat. Per respondre-la hem d’estudiar els primers instants del Big Bang. Fins ara ho hem fet amb llum, però a prop del Big Bang la llum s’absorbia i només podem veure el que passava 400.000 anys després. Com que les ones gravitatòries no s’absorbeixen, tenim el potencial d’observar els primeríssims moments de vida de l’Univers.

Algun altre?

Tot el que sabem dels fenòmens que tenen lloc a l’Univers prové de la llum que hem captat i analitzat. Però sabem que només un baix percentatge del que hi ha és lluminós. La gravetat és un fenomen completament diferent, de manera que explorar l’Univers mitjançant la gravetat és una manera totalment diferent d’estudiar-lo. Només aquestes primeres observacions de forats negres que hem fet ja no les predeia l’astrofísica convencional.

Com s’ho van fer per mantenir viu el projecte tant de temps sense aconseguir cap detecció?

Mai ens vam trobar amb un problema que no sabéssim com resoldre. En vam tenir molts, esclar, però això és divertit. Encara que no féssim cap descobriment, m’ho passava bé cada dia i suposo que això es transmetia a la gent del meu voltant.

I per mantenir el finançament?

Aquest és el miracle que va fer possible l’observació. Als Estats Units tenim tres agències que poden finançar la recerca en física: la NASA, el departament d’Energia i la National Science Foundation (NSF), que ens va finançar, i que ha sigut històricament gestionada per un científic molt bo, no un buròcrata ni un directiu. I això és crucial.

Per què?

Quan es fa ciència, s’han d’equilibrar els riscos amb els resultats. Si es pot treure alguna lliçó del que hem aconseguit és que s’ha de tenir la voluntat d’assumir riscos. I això no és fàcil quan et gastes tants diners. Perquè, sobretot, requereix entendre molt bé la importància de la ciència que s’està fent.

¿En algun moment va pensar que no aconseguirien fer la detecció?

No. Hi havia científics molt bons que ens criticaven perquè estàvem gastant molts diners. I jo sempre vaig escoltar-los amb molta atenció. Volia trobar raons de pes per pensar que no ho aconseguiríem, però mai vaig sentir cap argument en què no hagués pensat profundament. I no hi havia cap principi de la física que ens impedís observar el que volíem observar. Per tant, la natura no era la nostra limitació.

Ho era la tecnologia disponible?

Jo crec que la principal limitació era la nostra capacitat de construir un dispositiu prou sensible i de resoldre tots els problemes pràctics que això comporta. Sempre vaig estar buscant límits que no poguéssim gestionar i no en vaig trobar mai cap. No sabia si la natura ens proporcionaria ones gravitatòries per observar, però això no em preocupava tant. I al final, la natura va ser amable i ens les va enviar.

Quines observacions podem esperar els pròxims anys?

Em preocupa que hi hagi falses esperances sobre això. Hem trigat 20 anys a arribar fins aquí i seguirem avançant a poc a poc. No crec que els pròxims anys passi res gaire diferent del que ha passat fins ara. Però tindrem més sensibilitat i podrem estudiar millor les fusions de forats negres i estrelles de neutrons.

Què li agradaria observar?

M’agradaria veure l’inici de l’Univers però no ho podré fer, perquè això pot portar 50 o 100 anys. El que m’agradaria veure en el que em queda de vida és alguna cosa totalment nova. Tot el que preveiem detectar procedeix de la informació que tenim de la llum que ens ha arribat del cel. I jo espero veure alguna cosa de la qual no tinguem cap coneixement ni informació prèvia. Em sorprendria molt que no arribéssim a veure res semblant.