Por amor a la Física -Walter Lewin

Capítulo 1: Del núcleo al espacio profundo

*Ver la multimedia cuando termines de leer el capítulo, será mas interesante*

Es realmente asombroso. Mi abuelo materno era analfabeto, trabajaba de celador y, dos generaciones después, yo soy catedrático en el MIT. Le debo mucho al sistema educativo holandés: hice el doctorado en la Universidad Tecnológica de Delft, en los
Países Bajos, y maté tres pájaros de un tiro. Desde el principio empecé a impartir clases de física. Para pagar la matrícula tuve que pedir un préstamo al gobierno holandés y, si daba clases a jornada completa, al menos veinte horas a la semana, cada año el gobierno me perdonaba una quinta
parte de la deuda. Otra ventaja de dar clase era que no tendría que hacer el servicio militar. El ejército habría sido lo peor, un desastre absoluto para mí. Soy alérgico a cualquier forma de autoridad -es un rasgo de mi personalidad- y sabía que habría
acabado hablando más de la cuenta y fregando suelos. Así que enseñaba
matemática y física a tiempo completo, veintidós horas de clase a la semana, en el Liceo Libanon de Rotterdam, a alumnos de dieciséis y diecisiete años. Me libré del
ejército, no tuve que devolver el préstamo y me estaba sacando el doctorado, todo a la vez.
También aprendí a dar clase. Para mí, era emocionante enseñar a alumnos de instituto y poder ejercer una influencia positiva sobre las mentes de chicos jóvenes.
Siempre traté de que las clases fueran interesantes pero también divertidas para los alumnos, a pesar de que el centro era bastante estricto: las puertas del aula tenían montantes en su parte superior y uno de los jefes de estudios solía subirse a una
silla y espiar a los profesores a través de ellos. ¿Te lo puedes creer?
La cultura del centro no me convencía y, como buen estudiante de doctorado, rebosaba entusiasmo. Mi objetivo era transmitir ese entusiasmo a mis alumnos, ayudarles a ver la belleza del mundo que les rodeaba de una forma distinta, transformarlos para que ellos también apreciasen la belleza del mundo de la física y
entendiesen que la física está en todas partes, permea nuestras vidas. Me di cuenta de que lo importante no son los temas que tratas, sino lo que descubres. Exponer en clase teorías acabadas puede ser algo aburrido y los alumnos lo notan. Descubrir las leyes de la física y conseguir que vean a través de las ecuaciones, sin embargo, revela el proceso de descubrimiento, con toda su novedad y emoción, y a los alumnos les encanta participar en él.
Tuve oportunidad de hacerlo también, de una forma distinta, muy lejos de las aulas.
Cada año, la escuela patrocinaba unas vacaciones de una semana en las que un profesor se llevaba a los chicos de acampada a un lugar bastante remoto y primitivo. Mi ex mujer, Huibertha, y yo lo hicimos una vez y nos encantó.
Cocinábamos todos juntos y dormíamos en tiendas de campaña. Entonces, como estábamos muy lejos de las luces de la ciudad, despertábamos a los chicos a
medianoche, les dábamos chocolate caliente y les sacábamos a ver las estrellas.
Identificábamos constelaciones y planetas y podían contemplar la Vía Láctea en todo su esplendor.
No estaba estudiando, ni siquiera enseñando, astrofísica -de hecho, estaba diseñando experimentos para detectar algunas de las partículas más pequeñas del universo-, pero siempre me ha fascinado la astronomía. Lo cierto es que a casi
todos los físicos del planeta les encanta la astronomía. Muchos físicos que conozco construyeron sus propios telescopios cuando estaban en secundaria. Mi viejo amigo
y colega en el MIT George Clark esmeriló y pulió un espejo de 15 centímetros para un telescopio cuando estaba en el instituto. ¿Por qué les gusta tanto la astronomía a
los físicos? Por una parte, muchos de los avances de la física -las teorías sobre el movimiento orbital, por ejemplo- han sido resultado de dudas, observaciones y
teorías astronómicas. Por otra, la astronomía es física, escrita a gran escala sobre el cielo nocturno: eclipses, cometas, estrellas fugaces, cúmulos globulares, estrellas
de neutrones, erupciones de rayos gamma, chorros, nebulosas planetarias, supernovas, cúmulos de galaxias, agujeros negros.
Basta con que mires al cielo y te hagas unas preguntas obvias: ¿Por qué el cielo es azul, los atardeceres rojos y las nubes blancas? ¡La física tiene las respuestas! La luz solar se compone de todos los colores del arco iris, pero a medida que atraviesa
la atmósfera se dispersa en todas direcciones al chocar con las moléculas del aire y con minúsculas partículas de polvo (mucho más pequeñas que una micra, que es
una diezmilésima de centímetro). Es lo que se conoce como dispersión de Rayleigh.
La luz azul es la que más se dispersa, unas cinco veces más que la roja. Por tanto,cuando miras al cielo durante el día en cualquier dirección3
predomina el azul y por eso tiene ese color. Si miras al cielo desde la superficie de la Luna (quizá hayas
visto fotografías), no es azul, sino negro, como el nuestro por la noche. ¿Por qué?
Porque la Luna no tiene atmósfera.
¿Por qué son rojos los atardeceres? Justamente por la misma razón por la que el cielo es azul. Cuando el Sol está en el horizonte, sus rayos deben recorrer una mayor distancia a través de la atmósfera y la luz verde, azul y violeta se dispersa más y resulta prácticamente filtrada. Cuando la luz llega a nuestros ojos -y a las
nubes que tenemos encima- está compuesta en su mayor parte de amarillo, naranja y, sobre todo, rojo. Por eso, al amanecer y al atardecer, a veces casi parece que el cielo está ardiendo.
¿Por qué son blancas las nubes? Las gotas de agua en las nubes son mucho más grandes que las diminutas partículas que hacen que nuestro cielo sea azul y, cuando la luz se dispersa a través de estas partículas mucho más grandes, todos los colores
se dispersan en la misma medida. Pero si una nube está muy cargada de humedad, o a la sombra de otra nube, la atravesará poca luz y la nube se oscurecerá.
Una de las demostraciones que me gusta hacer en clase es crear un pedazo de
«cielo azul». Apago todas las luces y apunto hacia el techo del aula, cerca de la
pizarra, con un foco de luz blanca muy brillante, cuidadosamente protegido. A
continuación, enciendo unos cuantos cigarrillos y los coloco en el haz de luz. Las
partículas de humo son lo suficientemente pequeñas como para producir dispersión
de Rayleigh y, como la luz azul es la que más se dispersa, los alumnos ven humo
azul. Después doy un paso más: inhalo el humo y lo mantengo en mis pulmones
alrededor de un minuto. No siempre es fácil, pero la ciencia a veces requiere
sacrificios. Exhalo el humo sobre el haz de luz y los alumnos ven entonces humo
blanco: ¡he creado una nube blanca! Las diminutas partículas de humo se han
creado en mis pulmones, donde hay mucho vapor de agua, así que ahora todos los
colores se dispersan por igual y la luz resultante es blanca. ¡El cambio de color de la
luz del azul al blanco es realmente asombroso!
Con esta demostración consigo responder dos preguntas en una: ¿Por qué es azul el
cielo y por qué son blancas las nubes? De hecho, hay una tercera cuestión muy interesante que tiene que ver con la polarización de la luz, de la que hablaré en el
capítulo 5.
En el campo, podía mostrarles a mis alumnos la galaxia de Andrómeda, la única que
se puede ver a simple vista, a unos 2,5 millones de años luz (24 trillones de
kilómetros), lo que, en distancias astronómicas, es como la casa de al lado. Está
compuesta por unos 200.000 millones de estrellas. Imagínatelo: 200.000 millones
de estrellas y solo podíamos ver una tenue mancha borrosa. También veíamos un
montón de meteoros (la mayoría de la gente los llama estrellas fugaces). Si tenías
paciencia, podías observar uno cada cuatro o cinco minutos. En aquella época no los
había, pero ahora verías también unos cuantos satélites. Hay más de 2.000
orbitando alrededor de la Tierra y, si mantienes la vista fija durante cinco minutos,
casi seguro que verás uno, sobre todo unas pocas horas después del atardecer o
antes del amanecer, cuando el Sol aún no se ha puesto o todavía no ha salido sobre
el propio satélite y la luz solar aún se refleja sobre él. Cuanto más lejos está el
satélite, y mayor es por tanto la diferencia entre el momento en que el Sol se pone
en la Tierra y en el satélite, más tarde por la noche se puede ver. Los satélites se
reconocen porque se mueven más rápido que cualquier otra cosa en el cielo (salvo
los meteoros); si parpadea, créeme, es un avión.
Siempre me ha gustado especialmente mostrar Mercurio a la gente cuando estamos
viendo las estrellas. Al ser el planeta más cercano al Sol, es muy difícil verlo a
simple vista. Las mejores condiciones se dan unas pocas semanas al año, por la
mañana y por la noche. Mercurio órbita alrededor del Sol en solo ochenta y ocho
días, razón por la cual se le puso el nombre del mensajero con pies alados de los
dioses romanos. Es tan difícil de ver porque su órbita es muy cercana al Sol: nunca
está a más de unos 25 grados de distancia del Sol cuando lo miramos desde la
Tierra (un ángulo menor que el que forman las dos manecillas del reloj a las once
en punto). Solo se puede ver poco después de la puesta del Sol y antes del
amanecer, y cuando está a una mayor distancia del Sol, visto desde la Tierra. En
Estados Unidos siempre está cerca del horizonte; casi hace falta estar en el campo
para verlo. ¡Qué maravilla cuando consigues encontrarlo!
Mirar a las estrellas nos pone en contacto con la inmensidad del universo. Si
seguimos mirando al cielo nocturno y dejamos que nuestros ojos se adapten
durante un tiempo suficiente, podemos ver perfectamente la superestructura de los
confines de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea: de 100.000 a 200.000 millones de
estrellas unidas como por un tejido diáfano y deliciosamente delicado. El tamaño del
universo es inabarcable, pero para hacerte una idea puedes empezar pensando
primero en la Vía Láctea.
Nuestra estimación actual es que puede haber tantas galaxias en el universo como
estrellas en nuestra propia galaxia. De hecho, cuando un telescopio observa el
espacio profundo, lo que ve son sobre todo galaxias -es imposible distinguir las
estrellas a distancias realmente grandes-, cada una con miles de millones de
estrellas. Recuerda también el reciente descubrimiento de la mayor estructura en el
universo conocido, la Gran Muralla de galaxias, identificada por el Sloan Digital Sky
Survey, un importante proyecto que ha aunado los esfuerzos de más de trescientos
astrónomos e ingenieros y veinticinco universidades y centros de investigación.
Desde que se puso en funcionamiento en el año 2000, el telescopio Sloan se pasa
todas las noches observando, y así seguirá al menos hasta el año 2014. La Gran
Muralla tiene una longitud de más de 1.000 millones de años luz. ¿Te empieza a dar
vueltas la cabeza? Si no es así, ten en cuenta que el universo observable (no todo,
solo la parte que podemos observar) tiene aproximadamente unos 90.000 millones
de años luz de ancho.
Este es el poder de la física: puede decirnos que el universo observable está
compuesto de unos 100.000 millones de galaxias. También puede decirnos que, de
toda la materia en el universo visible, solo alrededor del 4 por ciento es materia
ordinaria, de la que están formadas las estrellas y las galaxias (y tú y yo). Alrededor
del 23 por ciento es lo que se denomina materia oscura (invisible). Sabemos que
existe, pero no sabemos qué es. El 73 por ciento restante, el grueso de la energía
en nuestro universo, es la llamada energía oscura, que también es invisible. Y nadie
tiene ni idea de lo que es. La conclusión es que ignoramos qué es el 96 por ciento
de la masa/energía del universo. La física ha explicado muchas cosas, pero aún nos
quedan muchos misterios por resolver, algo que a mí me resulta muy sugerente.
La física explora la inmensidad inimaginable, pero al mismo tiempo puede
adentrarse en los dominios más minúsculos, hasta trozos de materia como los
neutrinos, del tamaño de una diminuta fracción de un protón. A eso dedicaba la mayor parte de mi tiempo en mis primeros días como físico, a los reinos de lo muy
pequeño, midiendo y trazando gráficos de la emisión de partículas y radiación desde
núcleos radiactivos. Era física nuclear, pero no de la que se dedica a construir
bombas: estaba estudiando la base del funcionamiento de la materia a un nivel
realmente fundamental.
Probablemente ya sabes que casi toda la materia que puedes ver y tocar está
compuesta por elementos como hidrógeno, oxígeno o carbono, que se combinan en
moléculas, y que la unidad más pequeña de un elemento es el átomo, compuesto
por un núcleo y electrones. El elemento más ligero y abundante en el universo, el
hidrógeno, tiene un protón y un electrón. Pero existe una forma de hidrógeno que
tiene también un neutrón en su núcleo. Se trata de un isótopo del hidrógeno, una
forma distinta del mismo elemento llamada deuterio. Existe incluso un tercer
isótopo del hidrógeno, con dos neutrones junto al protón en el núcleo: el tritio.
Todos los isótopos de un elemento tienen el mismo número de protones pero
diferente cantidad de neutrones, y los elementos tienen distinto número de
isótopos. Hay trece isótopos del oxígeno, por ejemplo, y treinta y seis isótopos del
oro.
Ahora bien, muchos de estos isótopos son estables, es decir, perduran más o menos
para siempre, pero la mayoría son inestables, otra forma de decir que son
radiactivos. Los isótopos radiactivos se desintegran, esto es, tarde o temprano se
transforman en otros elementos. Algunos de los elementos en los que se
transforman son estables y la desintegración radiactiva se detiene, pero otros son
inestables, y la desintegración continúa hasta alcanzar un estado estable. De los
tres isótopos del hidrógeno, solo uno, el tritio, es radiactivo: se desintegra en un
isótopo estable del helio. De los trece isótopos del oxígeno, tres son estables; de los
treinta y seis del oro, solo uno es estable.
Probablemente recuerdes que medimos la velocidad de desintegración de los
isótopos radiactivos por su «vida media», que puede ir desde un microsegundo (una
millonésima de segundo) a miles de millones de años. Cuando decimos que el tritio
tiene una vida media de unos doce años, queremos decir que, en una muestra de
tritio, la mitad de los isótopos se desintegrarán en doce años (solo quedará una
cuarta parte cuando hayan transcurrido veinticuatro años). La desintegración nuclear es uno de los procesos más importantes de transformación y creación de
muchos elementos. No es alquimia. De hecho, durante mi investigación para el
doctorado, a menudo vi cómo isótopos radiactivos del oro se desintegraban en
mercurio, y no al revés, como les habría gustado a los alquimistas medievales. Sin
embargo, hay muchos isótopos del mercurio, y también del platino, que se
desintegran en oro. Pero solo un isótopo del platino y otro del mercurio se
desintegran en oro estable, del que puedes llevar en el dedo.
Mi trabajo era tremendamente emocionante: los isótopos radiactivos se
desintegraban literalmente en mis manos. Y muy intenso: los isótopos con los que
trabajaba tenían normalmente vidas medias de uno o unos pocos días. El oro 198,
por ejemplo, tiene una vida media de poco más de dos días y medio, por lo que
tenía que darme prisa. Conducía de Delft a Amsterdam, donde generaban estos
isótopos en un ciclotrón, y volvía rápidamente al laboratorio en Delft, donde disolvía
los isótopos en ácido para pasarlos a forma líquida, los ponía sobre una película
muy delgada y los colocaba en detectores.
Estaba intentando verificar una teoría sobre la desintegración nuclear que predecía
la proporción entre los rayos gamma y la emisión de electrones desde el núcleo y
necesitaba hacer mediciones precisas. Este trabajo ya se había hecho con muchos
isótopos radiactivos, pero recientemente habían aparecido algunos resultados que
no cuadraban con lo que la teoría predecía. Mi director de tesis, el profesor Aaldert
Wapstra, me sugirió que tratase de determinar si el problema era de los resultados
o de la teoría. Fue algo enormemente satisfactorio, como trabajar con un puzle muy
complicado. El reto consistía en que mis mediciones tenían que ser mucho más
precisas que las que habían hecho otros investigadores antes.
Los electrones son tan pequeños que hay quien dice que no tienen tamaño efectivo
(su grosor es de menos de una milbillonésima de centímetro) y los rayos gamma
tienen una longitud de onda de menos de una milmillonésima de centímetro. Y, aun
así, la física me ofreció los medios para detectarlos y contarlos. Es otra de las cosas
que más me gusta de la física experimental: nos permite «tocar» lo invisible.
Para realizar las mediciones que necesitaba, tuve que exprimir la muestra todo lo
que pude, porque cuantos más recuentos hiciese mayor sería la precisión. Con
frecuencia trabajaba unas sesenta horas seguidas, a menudo sin dormir.
Estaba un poco obsesionado.
Para un físico experimental, la precisión es la clave de todo. La exactitud es lo único
que importa y una medición que no va acompañada de su grado de precisión no
tiene sentido. Los libros de texto universitarios sobre física olvidan casi siempre esta
idea simple, potente y absolutamente fundamental. Conocer el grado de precisión
es esencial para muchas cosas en la vida.
En mi trabajo con isótopos radiactivos, conseguir el grado de precisión que
necesitaba alcanzar era muy difícil, pero a lo largo de tres o cuatro años fui
mejorando mis habilidades de medición. Después de hacer mejoras en algunos de
los detectores, resultó que eran muy precisos. Estaba confirmando la teoría y
publicando mis resultados, y este trabajo acabó siendo mi tesis doctoral. Lo que
resultó especialmente gratificante para mí fue que mis resultados eran bastante
concluyentes, algo que no suele suceder. A menudo, en la física y en la ciencia en
general, los resultados no son siempre claros, pero yo tuve la suerte de llegar a una
conclusión firme. Había resuelto un puzle, me había consagrado como físico y había
contribuido a describir el territorio desconocido del mundo subatómico. Tenía
veintinueve años y estaba encantado de hacer una contribución sólida. No todos
estamos destinados a hacer descubrimientos de la importancia y trascendencia de
Newton y Einstein, pero aún queda mucho territorio por explorar.
También tuve la suerte de que, para cuando obtuve mi título, estaba comenzando
una nueva era de descubrimientos sobre la naturaleza del universo. Los astrónomos
estaban realizando descubrimientos a un ritmo asombroso. Algunos estaban
examinando las atmósferas de Marte y Venus, buscando vapor de agua. Otros
habían descubierto los cinturones de partículas cargadas que circulan por las líneas
del campo magnético de la Tierra, lo que ahora llamamos cinturones de Van Allen.
Otros habían descubierto enormes y potentes fuentes de ondas de radio conocidas
como cuásares (fuentes de radio cuasi estelares). En 1965 se descubrió la radiación
de fondo de microondas (CMB: cosmic microwave background), los vestigios de la
energía que emitió el big bang, prueba contundente de esta teoría sobre el origen
del universo, que había sido objeto de controversia. Poco después, en 1967, los
astrónomos descubrirían una nueva categoría de estrellas a las que llamaron
púlsareque Podría haber seguido trabajando en física nuclear, porque también en ese campo se
estaban produciendo muchos descubrimientos. Sobre todo en la persecución y
descubrimiento de un creciente zoo de partículas subatómicas, las más importantes
de las cuales eran los quarks, que resultaron ser los elementos que forman los
protones y los neutrones. El abanico de comportamientos de los quarks es tan
extraño que, para clasificarlos, los físicos les asignaron lo que llamaron sabores:
arriba, abajo, extraño, encanto, cima y fondo. El descubrimiento de los quarks fue
uno de esos hermosos momentos en la ciencia en que se confirma una idea
puramente teórica. Los físicos teóricos habían predicho los quarks y los físicos
experimentales lograron encontrarlos. Eran realmente muy exóticos, pues revelaban
que los cimientos de la materia eran mucho más complicados de lo que sabíamos.
Por ejemplo, ahora sabemos que los protones constan de dos quarks arriba y uno
abajo ligados por la interacción nuclear fuerte, en forma de otras partículas
extrañas denominadas gluones. Algunos teóricos han calculado recientemente que
el quark arriba parece tener una masa de alrededor del 0,2 por ciento de la del
protón, mientras que el quark abajo tiene una masa de aproximadamente el 0,5 por
ciento de la del protón. Este ya no era el núcleo que conocieron nuestros abuelos.
Estoy seguro de que el zoo de partículas habría sido un área de investigación
fascinante en la que adentrarse, pero, por un feliz accidente, las habilidades que
desarrollé para medir la radiación emitida por el núcleo resultaron ser
extremadamente útiles para explorar el universo. En 1965 recibí una invitación del
profesor Bruno Rossi, del MIT, para trabajar en astronomía de rayos X, un campo
completamente nuevo, con apenas unos pocos años de historia (Rossi lo había
iniciado en 1959).
El MIT fue lo mejor que me pudo pasar. El trabajo de Rossi sobre rayos cósmicos ya
entonces era legendario. Había liderado un departamento en Los Álamos durante la
guerra y había sido pionero en la medición del viento solar, también llamado plasma
interplanetario: un flujo de partículas cargadas que emite el Sol, el causante de
nuestra aurora boreal y que «sopla» sobre las colas de los cometas alejándolas del
Sol. Ahora tenía la intención de buscar rayos X en el cosmos. Era un trabajo
completamente exploratorio, no tenía ni idea de si los encontraría o no.
Cualquier cosa se permitía entonces en el MIT. Podías trabajar en cualquier idea que se te ocurriese, con tal de que convencieses a la gente de que era factible. ¡Menuda
diferencia con los Países Bajos! En Delft, la jerarquía era rígida y a los estudiantes
de doctorado se les trataba como una clase inferior. Los profesores tenían la llave
de la puerta principal de mi edificio, pero a un estudiante de doctorado solo le
daban la llave de la puerta del sótano, donde se guardaban las bicicletas. Cada vez
que entrabas en el edificio tenías que pasar por los almacenes de bicicletas y
recordar que eras un don nadie.
Si querías trabajar después de las cinco, tenías que rellenar un formulario, cada día,
a las cuatro de la tarde, justificando por qué debías quedarte hasta tarde, cosa que
yo tenía que hacer casi siempre. La burocracia era un verdadero incordio.
Los tres catedráticos que dirigían mi instituto tenían plazas de aparcamiento
reservadas junto a la puerta principal. Uno de ellos, mi propio tutor, trabajaba en
Amsterdam y venía a Delft solo una vez a la semana, los martes. Un día le
pregunté: «¿Te importaría que ocupase tu plaza cuando no estás aquí?». «Por
supuesto que no me importaría», me respondió, pero el primer día que aparqué allí
me llamaron por megafonía y me ordenaron, de la forma más categórica, que
quitase el coche. Otro ejemplo: como tenía que ir a Amsterdam a recoger mis
isótopos, me permitían gastar 25 céntimos en un café y 1,25 florines en la comida
(en aquella época, esto era más o menos un tercio de dólar), pero tenía que
presentar recibos separados de cada cosa. Pregunté si podía añadir los 25 céntimos
a la comida y entregar un solo recibo por 1,50 florines. El jefe del departamento, el
profesor Blaisse, me escribió una carta en la que me decía que si quería comer
como un gourmet podía hacerlo, pero que yo correría con los gastos.
Qué diferencia fue llegar al MIT y librarme de todo eso; me sentí como si renaciera.
Todo se hacía para estimularte. Me dieron la llave de la puerta principal y podía
trabajar en mi despacho cuando quisiese, de día o de noche. Para mí, la llave del
edificio era como la llave para todo. El director del Departamento de Física me
ofreció un puesto de profesor a los seis meses de llegar, en junio de 1966. Lo
acepté y nunca me fui.
Llegar al MIT fue tan estimulante también porque había vivido la devastación de la
Segunda Guerra Mundial. Los nazis habían asesinado a la mitad de mi familia, una
tragedia que aún no he asumido realmente. Muy rara vez hablo de ello porque me resulta muy difícil. Han pasado más de sesenta y cinco años y sigue siendo algo que
me sobrepasa. Casi siempre que mi hermana Bea y yo hablamos de ello acabamos
llorando.
Nací en 1936 y tenía solo cuatro años cuando los alemanes atacaron los Países
Bajos, el 10 de mayo de 1940. En uno de mis primeros recuerdos estamos todos
nosotros, mis abuelos maternos, mi madre, mi padre, mi hermana y yo, escondidos
en el cuarto de baño de nuestra casa (en el número 61 de Amandelstraat, en La
Haya) cuando las tropas nazis invadieron nuestro país. Nos pusimos pañuelos
húmedos en la nariz, porque nos habían advertido de que habría ataques con gas.
La policía holandesa secuestró de su casa a mis abuelos judíos, Gustav Lewin y
Emma Lewin Gottfeld, en 1942. Aproximadamente en ese mismo momento, se
llevaron a Julia, la hermana de mi padre, su marido Jacob (de nombre de pila,
Jenno), y sus tres hijos (Otto, Rudi y Emmie), los subieron en camiones, con sus
maletas, y los mandaron a Westerbork, el campo de tránsito en Holanda. Más de
cien mil judíos pasaron por Westerbork camino de otros campos. Los nazis
enseguida enviaron a mis abuelos a Auschwitz y los asesinaron -con gas- el día
que llegaron, el 19 de noviembre de 1942. Mi abuelo tenía setenta y cinco años, la
misma edad que mi abuela, por lo que no habrían sido candidatos para los campos
de trabajo. Westerbork, por cierto, era muy raro: parecía un complejo turístico para
judíos. Había espectáculos de ballet y tiendas. Mi madre hacía a menudo tortitas de
patata y se las enviaba por correo a nuestros familiares en Westerbork.
Como mi tío Jenno era lo que los holandeses llaman un statenloos, «apátrida» -no
tenía nacionalidad-, consiguió quedarse en Westerbork con su familia durante casi
un año antes de que los nazis los separaran y los enviasen a campos distintos. A mi
tía Julia y a mis primas Emmie y Rudi las mandaron primero al campo de
concentración para mujeres de Ravensbrück, en Alemania, y después a Bergen-
Belsen, también en Alemania, donde permanecieron cautivas hasta que terminó la
guerra. Mi tía Julia murió diez días después de la liberación del campo por los
Aliados, pero mis primas sobrevivieron. Mi primo Otto, el mayor, también había sido
enviado a Ravensbrück, al campo para hombres, y casi al final de la guerra acabó
en el campo de concentración de Sachsenhausen; sobrevivió a la «marcha de la
muerte» de Sachsenhausen en abril de 1945. Al tío Jenno lo mandaron directamente a Buchenwald, donde lo asesinaron junto a otras 55.000 personas.
Cuando veo una película sobre el Holocausto, algo que tardé mucho en hacer,
inmediatamente la proyecto sobre mi familia. Por eso La vida es bella me resultó
terriblemente difícil de ver, incluso desagradable. No me cabía en la cabeza que se
hiciesen bromas sobre algo tan serio. Aún sigo teniendo pesadillas en las que me
persiguen los nazis y a veces me despierto totalmente aterrorizado. Una vez,
incluso, presencié en sueños mi propia ejecución por los nazis.
Algún día me gustaría hacer el recorrido, el último recorrido de mis abuelos
paternos, desde la estación de tren hasta las cámaras de gas en Auschwitz. No sé si
llegaré a hacerlo, pero me parece una forma de rendirles homenaje. Contra tamaña
monstruosidad, puede que los pequeños gestos sean todo lo que tenemos. Eso, y
nuestra negativa a olvidar: nunca digo que mis familiares «murieron» en campos de
concentración; siempre utilizo la palabra «asesinados», para no permitir que el
lenguaje oculte la realidad.
Mi padre era judío pero mi madre no y, como judío casado con una mujer no judía,
no fue un objetivo inmediato. Pero en 1943 ya sí lo era. Recuerdo que él tenía que
llevar la estrella amarilla. Mi madre, mi hermana y yo no, pero él sí. No le
prestamos mucha atención, al menos al principio. La llevaba algo escondida, bajo la
ropa, cosa que estaba prohibida. Lo verdaderamente aterrador fue la manera
gradual en que se acomodó a las restricciones de los nazis, que cada vez eran
peores. Primero se le prohibió usar el transporte público. Luego no podía entrar en
los parques públicos. Después no podía entrar en los restaurantes. ¡Pasó a ser
persona non grata en los sitios que había frecuentado durante años! Y lo increíble
era la capacidad de la gente para adaptarse.
Cuando ya no podía usar el transporte público, decía: «Bueno, ¿cuándo uso yo el
transporte público?». Cuando ya no podía entrar en los parques públicos, decía:
«Bueno, ¿cuándo voy yo a los parques públicos?». Después, cuando ya no podía ir a
un restaurante, decía: «Bueno, ¿cuándo voy yo a restaurantes?». Trataba de hacer
que esas cosas horribles pareciesen triviales, como pequeñas incomodidades, quizá
por el bien de sus hijos, y quizá también para su propia paz interior. No lo sé.
Sigue siendo uno de los temas de los que más me cuesta hablar. ¿Por qué esa
capacidad para ver cómo el agua va subiendo lentamente sin aceptar que acabará ahogándote? ¿Cómo es posible que lo viesen y al mismo tiempo no lo viesen? Es
algo que no consigo aceptar. Desde luego, en cierto sentido es totalmente
comprensible: puede que sea la única forma de sobrevivir, mientras consigas seguir
engañándote.
Aunque los nazis prohibieron que los judíos entrasen en los parques públicos, mi
padre podía ir a los cementerios. Aún hoy recuerdo muchos paseos con él por un
cementerio cercano. Fantaseábamos sobre cómo y por qué habrían muerto nuestros
familiares (a veces llegaron a morir cuatro el mismo día). Aún pienso en eso hoy
cuando paseo por el famoso cementerio de Mount Auburn en Cambridge.
Lo más trágico que me sucedió durante mi infancia fue que de repente mi padre
desapareció. Recuerdo perfectamente el día que se fue. Volví a casa del colegio y
por alguna razón sentí que no estaba. Mi madre estaba fuera, así que le pregunté a
nuestra niñera, Lenie: «¿Dónde está papá?», y obtuve una respuesta
supuestamente tranquilizadora, pero de alguna forma supe que mi padre se había
ido.
Bea vio cómo se iba, pero no me lo dijo hasta muchos años después. Por seguridad,
los cuatro dormíamos en la misma habitación y a las cuatro de la mañana vio cómo
se levantaba y metía ropa en una bolsa. Después le dio un beso a mi madre y se
fue. Mi madre no sabía adónde iba. Habría sido muy peligroso que lo supiera,
porque los alemanes podrían haberla torturado para averiguar dónde estaba mi
padre. Ahora sabemos que la Resistencia lo escondió y un tiempo después recibimos
mensajes suyos a través de ellos, pero en ese momento era terrible no saber dónde
estaba o ni siquiera tener la certeza de si estaba vivo.
Yo era demasiado joven como para entender hasta qué punto su ausencia afectó a
mi madre. Mis padres habían montado un colegio en nuestra casa -lo que sin duda
influyó mucho en mi amor por la enseñanza- y ella se las vio y se las deseó para
seguir adelante sin él. Ya de natural tenía tendencias depresivas, pero ahora su
marido se había ido y temía que mandasen a sus hijos a un campo de
concentración. Seguro que estaba realmente aterrada por nosotros, porque, tal
como me contó cincuenta y cinco años después, una noche nos dijo a Bea y a mí
que teníamos que dormir en la cocina y puso cortinas, mantas y toallas bajo las
puertas para que el aire no saliese. Pensaba encender el gas para que muriésemsin mientras dormíamos, pero al final no lo hizo. No sé si alguien puede echarle en cara
que se le pasase por la cabeza. Desde luego, Bea y yo no.
Yo estaba muy asustado. Sé que suena ridículo, pero era el único varón, así que
pasé a ser algo así como el hombre de la casa, aunque tuviese siete u ocho años.
En La Haya, donde vivíamos, había muchas casas destartaladas en la costa, medio
destruidas por los alemanes, que estaban construyendo búnkeres en nuestras
playas. Yo iba por allí y robaba madera -iba a decir «recoger», pero era robar- de
esas casas para tener combustible con el que cocinar y calentarnos.
Para tratar de no pasar frío en invierno, llevábamos ropa de lana basta, áspera, de
baja calidad. Y hoy sigo sin tolerar la lana. Mi piel es tan sensible que duermo con
sábanas de algodón del más fino. También es esa la razón por la que solo compro
camisas de algodón de la mejor calidad, que no me irritan la piel. Mi hija Pauline
dice que incluso me alejo si la veo llevando algo de lana. Ese es el efecto que la
guerra aún ejerce sobre mí.
Mi padre volvió antes de que terminase la guerra, en el otoño de 1944. En mi
familia no nos ponemos de acuerdo sobre cómo sucedió, pero, por lo que yo sé, mi
maravillosa tía Lauk, la hermana de mi madre, estaba un día en Amsterdam, a unos
cincuenta kilómetros de La Haya, y divisó a mi padre con una mujer. Lo siguió a
distancia y lo vio entrar en una casa. Volvió más tarde y descubrió que estaba
viviendo con una mujer.
Mi tía se lo contó a mi madre, que al principio se deprimió y se disgustó aún más,
pero, según me contaron, se recompuso y cogió el barco a Amsterdam (los trenes
ya no funcionaban), anduvo hasta la casa y llamó al timbre. Abrió la mujer y mi
madre dijo: «Quiero hablar con mi marido». La mujer respondió: «Yo soy la mujer
del señor Lewin». Pero mi madre insistió: «Quiero ver a mi marido». Mi padre salió
a la puerta y ella dijo: «Te doy cinco minutos para que hagas la maleta y vuelvas
conmigo o me divorciaré y no volverás a ver a tus hijos nunca más». A los tres
minutos bajaba las escaleras con sus cosas y volvía con ella.
En varios aspectos fue mucho peor cuando volvió, porque la gente sabía que mi
padre, cuyo nombre era también Walter Lewin, era judío. La Resistencia le había
dado documentos falsos, con el nombre de Jaap Horstman, y a mi hermana y a mí
nos ordenaron que le llamásemos tío Jaap. Es un verdadero milagro, que sigue sin tener explicación para Bea y para mí, que nadie lo denunciara. Un carpintero
construyó una trampilla en el suelo de nuestra casa. La podíamos levantar para que
mi padre se escondiese en el semisótano. Sorprendentemente, mi padre consiguió
evitar que lo apresasen.
Volvió a casa unos ocho meses antes de que acabase la guerra, el peor momento de
la guerra para nosotros, la hambruna del invierno de 1944, el hongerwinter. Casi
veinte mil personas murieron de hambre. Para calentarnos, nos arrastramos bajo la
casa y arrancamos una de cada dos vigas -los grandes travesaños que sostenían la
planta baja- para usarlas como leña. Durante ese invierno, comimos bulbos de
tulipán e incluso corteza de árbol. La gente podía haber denunciado a mi padre a
cambio de comida. Los alemanes pagaban dinero (creo que eran cincuenta florines,
unos quince dólares de la época) por cada judío que se les entregaba.
Los alemanes vinieron a nuestra casa un día. Resultó que estaban requisando
máquinas de escribir y vieron las nuestras, las que utilizábamos para dar clase, pero
les parecieron demasiado viejas. Los alemanes, a su manera, eran bastante
estúpidos: si te ordenan hacer acopio de máquinas de escribir, no detienes judíos.
Parece de película, lo sé, pero sucedió de verdad.
Tras todo el trauma de la guerra, supongo que lo asombroso es que tuve una
infancia más o menos normal. Mis padres siguieron con su colegio -el Haagsch
Studiehuis- como habían hecho antes y durante la guerra, enseñando a escribir a
máquina, taquigrafía, idiomas y habilidades para los negocios. Yo también impartí
clases allí mientras estaba en la universidad.
Mis padres eran aficionados al arte y yo empecé a aprender también. La universidad
fue una época maravillosa, tanto en lo social como en lo académico. Me casé en
1959, empecé el doctorado en enero de 1960 y mi primera hija, Pauline, nació un
año más tarde. Mi hijo Emanuel (que ahora se llama Chuck) nació dos años después
y nuestra segunda hija, Emma, llegó en 1965. Nuestro segundo hijo, Jakob, nació
en Estados Unidos en 1967.
Cuando llegué al MIT, la fortuna me sonrió: me vi inmerso en la oleada de
descubrimientos que se estaban produciendo en ese momento. Aunque no sabía
nada de investigación espacial, la experiencia que yo podía ofrecer era perfecta para
el equipo pionero en astronomía de rayos X de Bruno Rossi. Los cohetes V-2 habían superado los límites de la atmósfera terrestre y se había
abierto un nuevo horizonte de posibilidades de descubrimientos. Irónicamente, el V-
2 lo había diseñado Werner von Braun, que era nazi. Desarrolló los cohetes durante
la Segunda Guerra Mundial para matar a civiles aliados y fueron terriblemente
destructivos. Los fabricaron trabajadores esclavos en Peenemünde y en la
tristemente famosa planta subterránea de Mittelwerk, en Alemania, y unos veinte
mil murieron en el proceso. Los cohetes causaron la muerte de más de siete mil
civiles, en su mayoría en Londres. Había un lugar de lanzamiento a kilómetro y
medio de la casa de mis abuelos maternos, cerca de La Haya. Recuerdo un ruido
como de chisporroteo cuando cargaban los cohetes y un estruendo cuando los
lanzaban. En un bombardeo, los Aliados intentaron destruir la maquinaria de los V-
2, pero fallaron y en su lugar mataron a quinientos civiles holandeses. Después de
la guerra, los norteamericanos llevaron a Von Braun a Estados Unidos y se convirtió
en un héroe. Es algo que siempre me ha dejado atónito: ¡era un criminal de guerra!
Durante quince años, Von Braun trabajó con el ejército estadounidense en la
construcción de los sucesores de los V-2, los misiles Redstone y Júpiter, que
portaban cabezas nucleares. En 1960 entró en la NASA y dirigió el Marshall Space
Flight Center, en Alabama, donde desarrolló los cohetes Saturno que llevaron
astronautas a la Luna. Los sucesores de sus cohetes abrieron el campo de la
astronomía de rayos X, así que, aunque sus cohetes empezaron siendo armamento,
al menos también se utilizaron para el desarrollo de la ciencia. A finales de la
década de 1950 y principios de la de 1960 abrieron nuevas ventanas al mundo -
no, ¡al universo!-, dándonos la oportunidad de echar una ojeada más allá de la
atmósfera terrestre y rastrear fenómenos que, de otra forma, no habríamos podido
ver.
Para descubrir rayos X del espacio exterior, Rossi había seguido una corazonada. En
1959 acudió a un ex alumno suyo llamado Martin Annis, que entonces dirigía una
empresa de investigación en Cambridge, American Science and Engineering (ASE),
y le dijo: «Veamos si hay rayos X ahí fuera». El equipo de ASE, dirigido por el futuro
premio Nobel Riccardo Giacconi, colocó tres contadores Geiger-Müller en un cohete
que lanzaron el 18 de junio de 1962. Estuvo solo seis minutos por encima de los
ochenta kilómetros de altitud fuera de la atmósfera terrestre (algo imprescindible, pues la atmósfera absorbe los rayos X).
Por supuesto, detectaron rayos X y, lo que es incluso más importante, fueron
capaces de demostrar que provenían de una fuente situada fuera del sistema solar.
Fue una bomba que cambió la astronomía por completo. Nadie lo esperaba y a
nadie se le ocurrían razones plausibles para que estuviesen ahí; nadie entendió
realmente el hallazgo. Rossi se había lanzado a explorar una idea arriesgada para
ver si tenía algún sentido. Este es el tipo de corazonadas que tiene un gran
científico.
Recuerdo la fecha exacta en que llegué al MIT, el 11 de enero de 1966, porque uno
de nuestros hijos contrajo las paperas y tuvimos que retrasar el viaje a Boston; KLM
no nos dejaba volar, ya que las paperas son contagiosas. En mi primer día conocí a
Bruno Rossi y también a George Clark, que en 1964 había sido el primero en lanzar
un globo a mucha altitud -unos 43.000 metros- para buscar fuentes que
emitiesen rayos X de muy alta energía, de modo que pudiesen penetrar la
atmósfera hasta esa altitud. George me dijo: «Sería estupendo que quisieras unirte
a mi grupo». Estaba exactamente en el sitio adecuado en el momento adecuado.
Si eres el primero en hacer algo estás abocado a tener éxito, y nuestro equipo hizo
un descubrimiento tras otro. George era muy generoso: tras dos años me traspasó
el control del grupo por completo. Estar en la punta de lanza de la nueva
vanguardia de la astrofísica fue simplemente extraordinario.
Tuve la increíble suerte de encontrarme metido de lleno en el trabajo más
emocionante que se estaba haciendo entonces en astrofísica, pero lo cierto es que
todas las áreas de la física son asombrosas; todas están plagadas de delicias
misteriosas y revelan asombrosos descubrimientos continuamente. Mientras
nosotros encontrábamos nuevas fuentes de rayos X, los físicos de partículas
descubrían elementos cada vez más fundamentales de la estructura del núcleo,
resolviendo el misterio de qué es lo que lo mantiene unido, descubriendo los
bosones W y Z, que transmiten las interacciones nucleares «débiles», y los quarks y
los gluones, que transmiten las interacciones «fuertes».
La física nos ha permitido remontarnos muy atrás en el tiempo, hasta los límites del
universo, y recrear la asombrosa imagen conocida como campo ultraprofundo del
Hubble (HUDF: Hubble Ultra Deep Field), que revela lo que parece ser una infinidad de galaxias. No deberías terminar este capítulo sin buscar en internet el Campo
ultraprofundo. ¡Tengo amigos que se han puesto esta imagen como salvapantallas!
El universo tiene unos 13.700 millones de años. Sin embargo, debido a que el
espacio se ha expandido muchísimo desde el big bang, actualmente estamos viendo
galaxias que se formaron entre 400 y 800 millones de años después del big bang y
que ahora están a mucho más de 13.700 millones de años luz. Los astrónomos
calculan ahora que el límite del universo observable se encuentra a unos 47.000
millones de años luz de nosotros en cada dirección. Debido a la expansión del
espacio, muchas galaxias remotas se están alejando de nosotros a una velocidad
superior a la de la luz. Esto puede parecer sorprendente, incluso imposible, a
quienes fueron educados en la idea de que, como Einstein postuló en su teoría
especial de la relatividad, nada puede ir más rápido que la velocidad de la luz. Sin
embargo, de acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein, no hay
límites para la velocidad entre dos galaxias cuando el propio espacio se está
expandiendo. Existen razones de peso por las que los científicos piensan ahora que
estamos viviendo la era dorada de la cosmología, el estudio del origen y la evolución
de todo el universo.
La física ha explicado la belleza y la fragilidad de los arcos iris, la existencia de
agujeros negros, por qué los planetas se mueven como lo hacen, qué sucede
cuando una estrella explota, por qué una patinadora sobre hielo se acelera cuando
junta los brazos al cuerpo, por qué los astronautas no pesan en el espacio, cómo se
formaron los elementos del universo, cuándo empezó el universo, cómo produce
música una flauta, cómo generamos la electricidad que mueve nuestros cuerpos y
nuestra economía y cómo sonó el big bang. Ha explorado las dimensiones más
diminutas del espacio subatómico y las mayores distancias del universo.
Mi amigo y colega Victor Weisskopf, que ya era toda una institución cuando llegué al
MIT, escribió un libro titulado The Privilege of Being a Physicist. Este maravilloso
título expresa los sentimientos que sentí al encontrarme involucrado de lleno en uno
de los períodos más emocionantes de descubrimientos en astronomía y astrofísica
desde que los hombres y las mujeres empezaron a mirar detenidamente al cielo por
la noche. La gente con la que he trabajado en el MIT, a veces justo al otro lado del
pasillo, han ideado técnicas asombrosamente creativas y sofisticadas para hacer frente a las preguntas más fundamentales de toda la ciencia. Y ha sido un privilegio
para mí tanto ayudar a ampliar el conocimiento colectivo de la humanidad sobre las
estrellas y el universo como iniciar a varias generaciones de jóvenes en la
comprensión y el amor por este magnífico campo del saber.
Desde esos primeros días en que sostuve isótopos radiactivos en la palma de la
mano, los descubrimientos de la física, tanto antiguos como nuevos, nunca han
dejado de fascinarme, como tampoco lo han dejado de hacer su rica historia y sus
fronteras en continuo movimiento y la manera en que ha abierto mis ojos a las
inesperadas maravillas del mundo que me rodea. Para mí, la física es una forma de
ver -lo espectacular y lo corriente, lo inmenso y lo diminuto- como un todo
entretejido de una manera hermosa y emocionante.
Así es como he intentado siempre que la física cobrase vida para mis estudiantes.
Creo que es mucho más importante que recuerden la belleza de los descubrimientos
que centrarse en las complicadas matemáticas; a fin de cuentas, la mayoría no
acabará dedicándose a la física. He hecho todo lo que he podido para ayudarles a
ver el mundo de otra manera, para que se hicieran preguntas que nadie antes les
había enseñado a plantearse, para que pudieran ver los arcos iris como nunca los
habían visto antes y para que se centrasen en la exquisita belleza de la física en
lugar de en los detalles de las matemáticas. Esta es también la intención de este
libro, ayudarte a abrir los ojos ante las extraordinarias formas que tiene la física de
iluminar los entresijos de nuestro mundo y su prodigiosa belleza y elegancia.

*Si hay algun error me hacen saberlo para corregirlo y se vea mas presentable:)*