ARNO Y PENZIAS

SON LOS RESPONSABLES DE ENCONTRAR LAS PRIMERAS EVIDENCIAS CONFIABLES DE UNA TEORÍA QUE HASTA ANTES DE SUS INVESTIGACIONES ERAN SOLO CONSIDERADAS COMO UNA HIPÓTESIS: “EL BIG BANG”


ARNO ALLAN PENZIAS

  NACIÓ EN MUNICH, ALEMANIA EN 1933. PERTENECIÓ A UNA FAMILIA JUDÍA DE CLASE MEDIA. A LA EDAD DE 6 AÑOS SUS PADRES LO ENVIARON A LONDRES, DONDE PASÓ UN TIEMPO HASTA QUE LA FAMILIA SE REUNIÓ CON LA ILUSIÓN DE VIAJAR A LOS ESTADOS UNIDOS.

A FINALES DEL AÑO 1939 VIAJÓ POR BARCO A NORTEAMÉRICA, LLEGANDO A NUEVA YORK EN ENERO DE 1940.EN 1946 SE NACIONALIZO ESTADOUNIDENSE 

 PENZIAS ESTUDIÓ EN EL CITY COLLEGE DE NEW YORK, SE GRADUÓ EN 1954 COMO FÍSICO, RECIBIO SU MAESTRIA EN 1958 Y EL DOCTORADO EL 1962. ESTUDIÓ EN LA UNIVERSIDAD COLUMBIA. ANTES DE ENTRAR A LA UNIVERSIDAD, HABÍA ESTADO EN LA MARINA EN DONDE ADQUIRIÓ EXPERIENCIA EN EL LABORATORIO DE RADIACIÓN. ESTO LE SIRVIÓ PARA CONCENTRARSE EN EL LABORATORIO DE FÍSICA DE MICROONDAS. SU TESIS FUE LA CONSTRUCCIÓN DE UN AMPLIFICADOR DE MASA PARA EXPERIMENTOS EN RADIOASTRONOMÍA.

EN 1961 COMENZÓ A TRABAJAR EN LOS LABORATORIOS BELL, EN NEW JERSEY. UNO DE SUS PRIMEROS PROYECTOS FUE BUSCAR LAS LÍNEAS DE EMISIÓN DE LAS MOLÉCULAS DE OH. CON EL ÉXITO DE ESTE PRIMER TRABAJO EMPRENDIÓ LA CONSTRUCCIÓN DE UNA ANTENA MÁS GRANDE. DURANTE ESTE TIEMPO, OTRO RADIOASTRÓNOMO LLAMADO ROBERT WILSON, LLEGÓ DE CALTECH Y COMENZÓ A TRABAJAR EN 1963. AMBOS INICIARON OBSERVACIONES RADIOASTRONÓMICAS. DEBIDO A LA GRAN PRECISIÓN DE SUS SISTEMAS, COMENZARON NUEVOS PROYECTOS UNO DE LOS CUALES FUE LA MEDICIÓN DE LA INTENSIDAD DE LA RADICACIÓN DE NUESTRA GALAXIA EN ALTAS LATITUDES, QUE DIO COMO RESULTADO EL DESCUBRIMIENTO DE LA RADIACIÓN CÓSMICA DE FONDO.

A FINALES DE LA DÉCADA DE 1960 EL CAMPO DE LA RADIOASTRONOMÍA EN ESTUDIOS DE LONGITUDES DE ONDA DE 1 CM. ESTABA INEXPLORADO, ESPECIALMENTE PORQUE NO HABÍA EQUIPOS ADECUADOS. SIN EMBARGO, LABORATORIOS BELL HABÍA DESARROLLADO EQUIPOS DE COMUNICACIÓN QUE SIRVIERON PARA ABRIR ESTE CAMPO Y, CON ESTAS NUEVAS TÉCNICAS, SE DESCUBRIERON UN GRAN NÚMERO DE MOLÉCULAS INTERESTELARES. EN 1973, PENZIAS DESCUBRIÓ UNA NUBE DE MOLÉCULAS DE DEUTERIO, LO QUE PERMITIÓ TRAZAR UN MAPA DE LA DISTRIBUCIÓN DE DEUTERIO EN LA GALAXIA.

EL TRABAJO ASTRONÓMICO DE PENZIAS SIEMPRE ESTUVO RELACIONADO CON LOS LABORATORIOS BELL. EN 1972 FUE EL DIRECTOR DEL DEPARTAMENTO DE INVESTIGACIONES RADIOTÉCNICAS Y EN 1976 DIRECTOR DEL LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN DE COMUNICACIONES. DURANTE ESTE TIEMPO TAMBIÉN COLABORÓ EN LA UNIVERSIDAD DE PRINCETON, OBSERVATORIO DE HARVARD COLLEGE, UNIVERSIDAD DEL ESTADO DE NEW YORK Y EL TRENTON STATE COLLEGE. EN 1978 FUE GALARDONADO CON EL PREMIO NOBEL DE FÍSICA COMPARTIDO CON ROBERT WILSON.

DESPUÉS DE ESTOS TRABAJOS PENZIAS SE DEDICÓ AL DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS EN COMUNICACIONES, QUE LO ALEJARON DE LA INVESTIGACIÓN RADIOASTRONÓMICA. EN 1981 FUE NOMBRADO VICEPRESIDENTE DE INVESTIGACIONES.

A PARTE DE ALGUNAS PUBLICACIONES SOBRE RADIOISÓTOPOS, ESCRIBIÓ UN LIBRO LLAMADO "IDEAS AND INFORMATION", PUBLICADO POR W. W. NORTON EN 1989, UN LIBRO SOBRE COMO LOS COMPUTADORES HAN MODIFICADO LA VIDA DEL HOMBRE.

ROBERT WOODROW WILSON (1936) 



NACIÓ EN HOUSTON, TEXAS. SE GRADUÓ EN LA PREPARATORIA LAMAR EN EL CENTRO DE HOUSTON. TOMÓ CLASES DE PIANO DURANTE VARIOS AÑOS, Y EN LA ESCUELA SECUNDARIA, TOCABA EL TROMBÓN. DESPUÉS DE HABER TOMADO UN GRAN INTERÉS EN LA ELECTRÓNICA, LA UTILIZÓ PARA FIJAR LOS RADIOS Y TELEVISORES DE LA FAMILIA. CONSTRUYÓ SU PROPIO EQUIPO DE MÚSICA Y SU PROPIO CONJUNTO Y DISFRUTÓ DE AYUDAR A LOS AMIGOS CON SUS EMISORAS DE RADIO AFICIONADO.

SIN EMBARGO, DESPUÉS DE HABER SIDO ADMITIDO A DURAS PENAS LA UNIVERSIDAD DE RICE, SE GRADUÓ CON HONORES EN LA FÍSICA. FUE INCLUIDO EN LA SOCIEDAD PHI BETA KAPPA. SU TRABAJO DE GRADUACIÓN SE LLEVÓ A CABO EN EL INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CALIFORNIA. OBTUVO SU PRIMERA PATENTE EN UN TRABAJO DE VERANO CON LA COMPAÑÍA PETROLERA EXXON. DESPUÉS DEL RICE, FUE A CALTECH PARA UN DOCTORADO EN FÍSICA, SIN TENER UNA IDEA MUY CLARA DE LO QUE QUERÍA HACER EN EL TEMA DE TESIS. DAVID DEWHIRST, UN ASTRÓNOMO DE CAMBRIDGE SUGIRIÓ QUE VIESE A JOHN BOLTON Y STANLEY GORDON QUE TRABAJABAN SOBRE LA RADIOASTRONOMÍA. EN 1961, EL SUH SCOVIL DE LOS LABORATORIOS BELL OFRECIÓ AYUDAR A WILSON Y SUS COLABORADORES A HACER UN PAR DE AMPLIFICADORES MASER DE ONDA, QUE VIAJAN POR EL INTERFERÓMETRO. GRACIAS A ESTE TRABAJO SE DESARROLLÓ UN BUEN SENTIMIENTO HACIA LOS LABORATORIOS BELL QUE MÁS TARDE FUE UNA GRAN INFLUENCIA EN SU DECISIÓN DE ACEPTAR UN TRABAJO ALLÍ. SE UNIÓ A LOS LABORATORIOS BELL DE CRAWFORD HILL EN 1963. EMPEZÓ A TRABAJAR CON EL RADIO ASTRÓNOMO ARNO PENZIAS, QUIEN HABÍA ESTADO ALLÍ UNOS DOS AÑOS. LOS TRABAJOS QUE REALIZARON AMBOS EN 1964 LOS LLEVO A DESCUBRIR EL FONDO DE MICROONDAS QUE FUE LA CONFIRMACIÓN DEL BIG BANG Y GANAR EL NÓBEL EN 1979. WILSON Y PENZIAS TRABAJARON JUNTOS EN VARIOS PROYECTOS POSTERIORES TODOS LIGADOS A LA RADIOASTRONOMÍA.

DISEÑARON UN DISPOSITIVO QUE LLAMARON EL RASTREADOR DOM IT, QUE AUTOMÁTICAMENTE SEÑALABA EL SOL MIENTRAS SUBÍA TODOS LOS DÍAS Y MIDE LA ATENUACIÓN DE SOL EN CM DE ONDA DE RADIACIÓN EN LA ATMÓSFERA DE LA TIERRA. EN 1969 PENZIAS SUGIERE QUE HAGAN ASTRONOMÍA DE ONDAS MILIMÉTRICAS TOMANDO EL BAJO NIVEL DE RUIDO DE ONDAS DE RECEPTORES MILÍMETROS QUE HABÍA SIDO DESARROLLADO EN CRAWFORD HILL POR CA BURRUS Y SHARPLESS WM PARA UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN Y HACER UNA GUÍA DE ONDA RECEPTOR ASTRONÓMICOS CON ELLOS. DESCUBRIERON GRANDES CANTIDADES DE MONÓXIDO DE CARBONO DE FORMA INESPERADA EN UNA NUBE MOLECULAR DETRÁS DE LA NEBULOSA DE ORIÓN. RÁPIDAMENTE ENCONTRARON QUE EL CO SE ENCUENTRA AMPLIAMENTE DIFUNDIDO EN NUESTRA GALAXIA Y TAN ABUNDANTE QUE LAS ESPECIES RARAS ISOTÓPICA 13 C 16 O Y C 12 18 O ERAN FÁCILMENTE CUANTIFICABLES.

CASADO EN 1958 CON SAWIN ELIZABETH RHOADS; WILSON SIGUE VIVIENDO EN SU CASA EN HOLMDEL DONDE NACIERON SUS DOS HIJOS MÁS JÓVENES SUZANNE EN 1963, Y RANDAL EN 1967. DEDICA MUCHAS TARDES A LA LECTURA, LE GUSTA AUN TOCAR EL PIANO, CORRER Y VIAJAR CON LA FAMILIA. TODAVÍA TRABAJA A DIARIO EN SUS PROYECTOS DE RADIOASTRONOMÍA.

ARNO PENZIAS Y ROBERT WILSON TRABAJARON EN LOS LABORATORIOS BELL EN HOLMDEL, NUEVA JERSEY EN UN RECEPTOR ULTRASENSIBLE DE MICROONDAS DESTINADOS A LAS OBSERVACIONES DE RADIOASTRONOMÍA. EN 1964, DURANTE LA CONSTRUCCIÓN DE UNA ANTENA MÁS SENSIBLE, LA PAREJA ENCONTRÓ UN RUIDO DE RADIO QUE NO PODÍAN EXPLICAR. ESTE RUIDO ERA MUCHO MENOS POTENTE QUE LA RADIACIÓN EMITIDA POR LA VÍA LÁCTEA, Y ERA ISÓTROPO, POR LO QUE ASUMIERON QUE SU APARATO FUE OBJETO DE INTERFERENCIA POR ALGUNA FUENTE TERRESTRE. INVESTIGARON, Y LUEGO RECHAZARON LA HIPÓTESIS DE QUE EL RUIDO DE RADIO ERA EMANADO DE NUEVA YORK. UN EXAMEN DE LA ESTRUCTURA FÍSICA DE LA ENTENA MOSTRÓ QUE ESTABA LLENO DE EXCREMENTOS DE LAS PALOMAS (QUE PENZIAS HABÍA DESCRITO COMO "MATERIAL DIELÉCTRICO DE COLOR BLANCO"). DESPUÉS QUE AMBOS RETIRARON DE LA ACUMULACIÓN DE EXCREMENTOS, Y LAS PALOMAS FUERON ELIMINADAS A TIROS (CADA FÍSICO DICE QUE FUE EL OTRO ORDENÓ LA MUERTE DE LAS PALOMAS), EL RUIDO SE MANTUVO. DESPUÉS DE HABER DESCARTADO TODAS LAS FUENTES DE INTERFERENCIAS, LA PAREJA PUBLICÓ UN ARTÍCULO QUE ANUNCIABA SUS RESULTADOS. ESTE “RUIDO” FUE IDENTIFICADO MÁS TARDE POR ROBERT DICKE COMO EL FONDO CÓSMICO DE MICROONDAS (CMB), EL REMANENTE DE RADIO DEL BIG BANG. ESTO PERMITIÓ A LOS ASTRÓNOMOS CONFIRMAR EL BIG BANG, Y CORREGIR MUCHOS DE LOS ERRORES ANTERIORES AL RESPECTO.

PENZIAS Y WILSON RECIBIERON EL PREMIO NOBEL DE 1978, COMPARTIÉNDOLO CON PIOTR LEONIDOVICH KAPITSA (EL TRABAJO DE KAPITSA NO ESTABA RELACIONADO CON EL DE PENZIAS Y WILSON). FUERON LOS PRIMEROS ASTROFÍSICOS EN RECIBIR EL PREMIO.

EL  RUIDO DEL BIG BANG

EN 1959 SE HABÍA LEVANTADO EN LOS LABORATORIOS DE LA BELL TELEPHONE DE HOLMDEL, NUEVA JERSEY, UNA EXTRAÑA ANTENA ARTICULADA DE ALUMINIO CON FORMA DE CUERNO DE  SEIS METROS DE APERTURA EN SU BOCA.  EL APARATO HABÍA SIDO DISEÑADO PARA SEGUIR SEÑALES DE RADIO PROCEDENTES DE SATÉLITES ARTIFICIALES PERO EN 1964 TUVO LA SUERTE DE CONTAR CON DOS INQUILINOS MUY INSISTENTES Y PERSPICACES. SE TRATABA DE LOS JÓVENES RADIOASTRÓNOMOS ARNO PENZIAS Y ROBERT WILSON, QUE EN ESOS MOMENTOS NO TENÍAN NI IDEA QUE EL TIEMPO QUE IBAN A PASAR AL A VERA DEL CUERNO DE METAL LES HARÍA GANAR EL PREMIO NOBEL DE FÍSICA EN 1978.

LA INTENCIÓN DE LOS DOS  ERA UTILIZAR LA ANTENA PARA REALIZAR MEDICIONES DE RADIO PROCEDENTES DE NUESTRA GALAXIA FUERA DEL PLANO DE LA PROPIA VÍA LÁCTEA. EL GRAN CUERNO ERA UNA DE LAS MEJORES Y MÁS INDICADAS INSTALACIONES QUE HABÍA EN SU ÉPOCA PARA REALIZAR AQUELLA TAREA. AHORA BIEN, ESAS EMISIONES DE RADIO QUE PRETENDÍAN MEDIR ERAN POCO MÁS QUE LEVE RUIDO SOBRE EL SISEO CREADO POR LA ELECTRÓNICA DEL SISTEMA RECEPTOR O POR EL CREPITAR GENERADO POR LOS MATERIALES QUE DABAN FORMA A LA ANTENA. ES MÁS, INCLUSO LA ATMÓSFERA TERRESTRE CONTRIBUÍA A INTRODUCIR MÁS RUIDO TODAVÍA, CON LO QUE INTENTAR DIFERENCIAR LAS SEÑALES DE RADIO GALÁCTICAS DEL RESTO SE VOLVÍA UNA TAREA MUY COMPLICADA. PARA COLMO, ESA RADIACIÓN DE LA VÍA LÁCTEA QUE TANTO BUSCABAN NO ERA ALGO PUNTUAL EN EL ESPACIO, SINO QUE FORMABA ALGO ASÍ COMO UN RUIDO “CONTINUO” QUE SE SUMABA A LOS DEMÁS RUIDOS. COSA COMPLICADA SEPARAR UNAS SEÑALES DE OTRAS, PERO LA PERSISTENCIA DE LOS DOS RADIOASTRÓNOMOS LOGRÓ SUS RESULTADOS, AUNQUE NO SE TRATÓ DE LO QUE ESPERABAN ENCONTRAR.
SUMARON TODOS LOS “RUIDOS” QUE LOGRARON ENCONTRAR, PERO POR MUCHO QUE MEDÍAN, APARECÍA SIEMPRE ALGO MÁS QUE NO DEBÍA ESTAR AHÍ. HICIERON LO IMPOSIBLE POR DESCARTAR CUALQUIER INTERFERENCIA CREADA POR LA ANTENA, LA ATMÓSFERA, O LOS CIRCUITOS DEL AMPLIFICADOR, PERO UN PEQUEÑO EXCESO DE RADIACIÓN DE MICROONDAS NO DESAPARECÍA. LO MÁS INTRIGANTE DE TODO ERA QUE LA DICHOSA SEÑAL DE RUIDO DE MICROONDAS DE 7,35 CENTÍMETROS ERA INDEPENDIENTE DE CUALQUIER COSA QUE SE LES OCURRIERA. SIEMPRE ESTABA AHÍ, LA SEÑAL APARECÍA EN TODO MOMENTO Y EN TODAS PARTES. DE FORMA LÓGICA QUEDÓ CLARO QUE AQUELLO NO PROCEDÍA DE LA VÍA LÁCTEA, NI SIQUIERA DE OTRA GALAXIA MÁS LEJANA, O BIEN SE TRATABA DE UN OBJETO TAN GRANDE QUE NO PODÍAN IMAGINAR, O ERA GENERADO EN LA PROPIA ANTENA. DECIDIERON QUE LO MÁS PROBABLE ERA QUE SU PROPIO APARATO DE REGISTRO FUERA EL CAUSANTE DEL PROBLEMA. SE EQUIVOCARON.
CARGARON CON LA ACUSACIÓN VARIAS PALOMAS QUE VIVÍAN POR Y QUE HABÍAN SIDO VISTAS MERODEANDO SOBRE EL CUERNO METÁLICO. AL PRINCIPIO DECIDIERON ENVIAR A LAS PALOMAS LEJOS DEL LABORATORIO, PERO AL POCO REGRESARON. EN EL SEGUNDO INTENTO YA NO VOLVIERON MÁS. AQUÍ LA HISTORIA ES UN POCO BORROSA, SUPUESTAMENTE FUE UN GRAN SUSTO LO QUE LLEVÓ A LAS AVES A HUIR A TODA PASTILLA DEL LUGAR PERO PODEMOS IMAGINAR COSAS INCLUSO PEORES. EL CASO ES QUE LAS PALOMAS YA NO REGRESARON, PERO HABÍAN DEJADO SU MARCA SOBRE LA ANTENA EN FORMA DE ALBAS DEPOSICIONES. Y, EN EFECTO, HASTA UNAS APARENTEMENTE INOFENSIVAS CAGADAS DE PALOMA PODÍAN INTRODUCIR RUIDO, POR LO QUE, POR FIN, CREYERON HABER HALLADO EL ORIGEN DE LA MOLESTA SEÑAL.
A PRINCIPIOS DE 1965 DESMONTARON LA ANTENA Y LIMPIARON TODO CON SUMO CUIDADO,  DESPUÉS DE TANTO ESFUERZO, EL RUIDO APENAS DISMINUYÓ. EL MOLESTO RUIDO, FINALMENTE DEPURADO HASTA EL LÍMITE DE LO QUE PUDIERON LOGRAR, ERA EQUIVALENTE AL QUE EMITIRÍA UN OBJETO CON TEMPERATURA DE UNOS 3,5 GRADOS KELVIN. PENZIAS Y WILSON CONTINUARON ROMPIÉNDOSE LA CABEZA, PENSANDO EN QUÉ PODRÍA GENERAR AQUEL RUIDO . CIERTO DÍA PENZIAS, EN CONVERSACIÓN TELEFÓNICA CON UN COLEGA RADIOASTRÓNOMO, BERNARD BURKE, SE ENTERÓ DE QUE UN FÍSICO TEÓRICO LLAMADO P.J.E. PEEBLES HABÍA PREDICHO QUE EL UNIVERSO PRIMITIVO PODRÍA SER RASTREADO GRACIAS A UNA RADIACIÓN RESIDUAL, ALGO ASÍ COMO UN “ECO” DEL ORIGEN DEL UNIVERSO, IDEA EN LA LÍNEA DE LO TAMBIÉN PREDICHO ANTERIORMENTE POR GEORGE GAMOW, RALPH ALPHER Y ROBERT HERMAN. Y, DE REPENTE, TODO EMPEZÓ A CUADRAR. ESE MOLESTO RUIDO QUE ENTORPECÍA LAS OBSERVACIONES DE RADIO Y QUE APARECÍA ALLÁ DONDE SE MIRARA ERA, NADA MÁS Y NADA MENOS, QUE LA RADIACIÓN DE FONDO DE MICROONDAS, LA HUELLA DEL UNIVERSO PRIMITIVO QUE EXISTIÓ POCO DESPUÉS DEL BIG BANG.