Juan Calderón Bustillo, el astrofísico español tras la hipótesis de la fusión de dos estrellas de bosones

Los ciudadanos de a pie somos minimalistas en lo que al pensamiento científico respecta. Nos hablan de física y pensamos inmediatamente en Einstein y Newton; oímos acerca de astronomía y se enciende la luz del nombre de Hawking. Conocemos a Marie Curie y su estudio de la radioactividad; nos suenan Richard Feynman, Niels Bohr, Paul Dirac… Pero no mucho más. Algunos nombres vuelan en nuestra mente, con ideas un tanto inconexas e incompletas, personajes muy concretos y pertenecientes ya al saco de la cultura general. Pero, lo cierto es que la ciencia no la hacen unos pocos, sino una comunidad entera de científicos. Cada campo de estudio es, por tanto, una pequeña parte de una inmensa telaraña del conocimiento colectivo de la humanidad. 

Bajo esta idea, han sido muchas las contribuciones que han sido necesarias para que el astrofísico español Juan Calderón Bustillo y su equipo internacional pudieran proponer la arriesgada teoría que tanta reverberación ha generado tras su publicación: el choque de dos estrellas de bosones como causa de la mayor onda gravitacional captada hasta la fecha. Así, la investigación de este tipo de fenómenos ya sirvió en 2017 para la obtención de un Premio Nobel de Física y ahora, de probarse cierta, esta nueva hipótesis podría demostrar la existencia de una partícula teórica, los bosones ultraligeros, que compondrían la materia oscura y cuya comprobación podría revolucionar la ciencia.

Bajo las inequívocas predicciones de Einstein sobre la Relatividad General en el siglo XX, Calderón y su equipo plantearon una teoría alternativa a la señal recibida por los detectores LIGO en 2019 y, en lugar de considerarla procedente del choque de dos agujeros negros, la relacionaron a dos objetos muy exóticos llamados estrellas de bosones, formadas por materia oscura.

Todo esto es teoría, pero se está hablando mucho de cómo vuestra investigación es «un hito en la historia de la física» y de cómo podría suponer un cambio significativo en la comprensión de la ciencia si se comprobara. Si al contrastar vuestra hipótesis resultara cierta, ¿qué repercusiones tendría realmente?

Como físico teórico, me puedo imaginar tres: la primera, afirmar que estos objetos, que se llaman estrellas de bosones, realmente pueden pulular por el universo y, no solo eso, sino que además se podría confirmar que existe la partícula que se supone que las conforma y que iría más allá de lo que sabemos. Para entender esto, ahora mismo tenemos dos teorías de la física que nos permiten describir prácticamente todo lo que conocemos: la Relatividad General (que explica cómo se comporta el universo a gran escala) y el Modelo Estándar (que detalla la física a escala microscópica). Sabemos que estas dos teorías no pueden explicar todo lo que hay, por lo que tienen que ser extendidas o modificadas o de algún modo. En este sentido, una de las propuestas es que exista un nuevo tipo de partículas, candidatas que podrían conformar estas estrellas, que son los bosones ultraligeros y, si se confirma su existencia, ello nos daría pistas acerca de dónde extender estos modelos de partículas.

La segunda es que el Modelo Estándar de partículas sólo describe el 3% del Universo, lo que conocemos como la Materia Ordinaria; pero también hay un 27% de materia oscura, de la que solo vemos sus efectos, pero no sabemos lo que es. El resto es la energía oscura. Por ello, estos bosones ultraligeros, que pueden conformar la materia oscura, abrirían una puerta a conocer el 27% del universo.

La tercera es un poco más mundana, o menos espectacular, que es que si uno observa lo que en apariencia es un agujero negro con una masa muy problemática, una de las consecuencias puede ser que tengamos que replantearnos si entendemos bien cómo funcionan las estrellas, lo cual es una teoría muy sólida que creemos que dominamos y, si aparece un agujero negro que no cuadra, puede ponerlo todo en entredicho.

¿Nos harías una descripción para dummies de lo que se podría conseguir con la astronomía gravitacional?

La astronomía gravitacional comienza al intentar detectar estas ondas gravitacionales y continúa con aquello que se puede aprender con ellas. Por ejemplo, que pueden existir ciertos tipos de objetos que emiten estas ondas, saber qué tipos de agujeros negros hay por ahí o qué tipos de estrellas los crean. Es un poco como la arqueología: tú tienes el esqueleto y te imaginas el dinosaurio. 

Por otra parte, a nivel teórico, que es a lo que me dedico yo, intentamos entender cómo funciona la gravedad cuando es muy fuerte. Al fin y al cabo, la gravedad no es más que consecuencia de que el espacio está curvado, pero todos los experimentos que hemos hecho en el último siglo han sido en situaciones donde la gravedad es muy débil, en las que el espacio es prácticamente plano, como si intentaras averiguar de qué es capaz el agua del océano y siempre te encontraras aguas calmadas. Pero cuando chocan dos agujeros negros, te enfrentas a tormentas de las de verdad, ves curvaturas del espacio-tiempo extremadamente grandes y observas campos gravitatorios extremadamente fuertes, por lo que puedes comprobar si la teoría de la gravedad de Einstein todavía funciona en esas situaciones tan extremas.

Otra cosa que se podría conseguir y que, es muy interesante, aunque parezca estar totalmente desconectada de todo esto, es que en ocasiones no se pueden ver ondas gravitacionales y luz saliendo a la vez del mismo sitio. Por ejemplo, con el choque de dos estrellas de neutrones, se produce la onda gravitacional y, además, al haber materia incandescente,  se emite mucha radiación y se forman elementos pesados como el oro o el platino, que nos permite entender cómo es posible que haya estas cantidades de oro, plata o platino en el Universo.

¿Crees que el hecho de que se viera y asumiera al principio que la onda gravitacional había sido generada por el choque de dos agujeros negros, por ser «lo más probable», podría deberse a que la ciencia está pasando por una etapa un poco rígida en los preceptos establecidos? 

Siendo parte del equipo que publicó lo de los agujeros negros, hay un criterio para optar por esto: funciona igual que la aplicación de Shazam, te llega una señal, una canción, y tienes una base de datos con la que compararla para decirte cuál es. En nuestro caso, las canciones son las ondas gravitacionales y, los cantantes, son estos choques de agujeros negros que somos capaces de simular en un ordenador para ver qué es lo que va a salir. El detalle aquí es que estas «canciones» las llevamos calculando casi 20 años, entonces tenemos modelos de canciones para todo tipo de choques que se te ocurran: uno grande y otro pequeño, uno girando a la izquierda y otro hacia la derecha… de todo. Sin embargo, el caso de las estrellas de bosones, en particular las que consideramos nosotros, que se llaman estrellas de Proca, se comenzó a plantear en 2019, por lo que solo podemos hacer la señal de un modelo de choque de cabeza. Lo obvio es optar por los agujeros negros, por lo que entendemos bien, y que sean los demás los que se jueguen el cuello y digan lo que quieran decir. 

Ante una teoría de esta relevancia y repercusión en todos los sentidos, has de enfrentarte a un nuevo reto como científico: a nosotros, los periodistas, y a ser capaz de divulgar tu trabajo en los medios para que sea accesible para todo el mundo, ¿crees que es complicado? ¿Todo científico puede ser divulgador?

Por mi experiencia, hay mucha gente que es muy buena divulgadora y mucha gente que, sencillamente, no vale para ello, aunque seas un científico puntero. En mi caso, me gusta mucho hacerlo, llevo en ello desde 2015 y la verdad es que lo disfruto mucho, el público es más agradecido que al dar una charla. Cuando empiezo un estudio siempre estoy pensando en qué es lo que voy a poder contarle a la gente después. Es, de algún modo, cuando más termina valiendo la pena todo lo que estás haciendo. 

A la hora de estudiar física, y sobre todo físicas más especializadas como la cuántica, hay que hacer un cambio en el razonamiento habitual y en la forma de pensar tradicional, darle la vuelta a lo racional para lograr comprenderla a fondo. ¿Sucede esto en tu campo?

Al final te pasa independientemente del campo, ese cambio de concepto de la mecánica cuántica a la vida real. Normalmente asumes, por ejemplo, que estás frente a una pantalla de un ordenador o una silla, que está localizada, por lo que juegas con la certeza de saber lo que son las cosas exactamente. En sentido contrario, en mecánica cuántica no lo sabes bien, pues tienes un rango de posiciones en el que una partícula puede estar, pero no está en un sitio concreto. Debes tener una mentalidad un poco probabilística. Al final, medimos cosas y, al medir algo que no te da «3» o «4» y que, en contraste, te da «4+-16» o «3+-2», te enseña que las cosas no son blancas o negras, sino una escala de grises. Esa percepción la tiene toda persona que trabaje con un poco de estadística. Como en la película de Steve Jobs, en la que discutían sobre si él era el padre de su supuesta hija y, cuando la madre decía «tú eres el padre, porque este test lo dice así», Jobs le responde que no, porque ese test tiene una fiabilidad del 98% y la probabilidad de que otro sea el padre es, en realidad, altísima. 

Me imagino que, como con todo, cuando empezaste a interesarte por la ciencia, tendrías una concepción de ella muy diferente a la actual y que, con el pasar de los años, ha cambiado al ejercer como científico. Al fin y al cabo, el primer contacto de los jóvenes con la ciencia es siempre una aproximación puramente teórica. ¿En qué ha cambiado esta percepción?

Bueno yo entré en la carrera un poco de rebote, por lo que no me planteaba mucho de qué iba. Luego te das cuenta de que en el instituto no sabías nada y en la universidad, te enseñan a ser crítico. A colación de eso, un cambio muy fuerte que sí experimentas de la licenciatura al doctorado, es cuando te meten en un laboratorio a hacer un experimento y, después, tienes que explicar en una especie de report el trabajo, los resultados y el análisis. Aquí la gente se obsesiona con que salga el número correcto que se supone que hay que obtener pero, como investigador, te das cuenta de que es irrelevante, no importa si está bien o mal, ya que lo que esperas de ese estudiante es que te explique por qué cree que ese número le ha dado bien o mal, que demuestre que entiende lo que está pasando ahí. Es una progresiva evolución de mente crítica y de preocuparse por lo que hay detrás de lo que estás viendo.  

Para un científico como tú, que ha pasado años estudiando y desarrollando proyectos en el extranjero, ¿cómo crees que está el ámbito de financiación de la ciencia en España? ¿Ha mejorado o todavía tiene mucho que aprender?

Esa es una pregunta muy fina, no conozco los detalles de la financiación en España, por lo que no puedo responder con excesivo uso de razón, sino desde mi punto de vista personal. Yo me fui de España porque quería ver cómo se hacía la ciencia fuera, no me fui porque no hubiera oportunidades o contratos o porque estemos en el exilio, como dice mucha gente. En cuanto a financiación, en mi caso me he encontrado con que hay posibilidades de financiación muy buenas, no públicas.

Yo ahora mismo tengo un contrato con La Caixa buenísimo. En Australia, por ejemplo, hay becas que aparentemente son extraordinarias, y, sin embargo, no tienen comparación con esto. 

En cuanto a lo público, sí que es verdad que la cantidad de dinero que se da para investigar es menor que en Estados Unidos o en Australia. En cuanto a la cantidad de financiación en sí, honestamente no lo sé. Los sueldos son mucho mayores en el extranjero, pero también los gastos son mayores porque en España tenemos garantías sociales que no hay, por ejemplo, en Estados Unidos.

Ya sabemos quién es Juan Calderón Bustillo, el astrofísico pero, cuéntanos más sobre «Juan» a secas, sobre por qué le apasiona la ciencia y cuál es su mayor sueño.  

Honestamente, yo no diría que me apasiona la ciencia, sino que es algo que se me da bien y que, de momento, me da la libertad para no tener un jefe que me diga lo que tengo que hacer y para poder viajar. Siempre he dicho que no tendría problema en dejar la ciencia y moverme a una compañía si la situación lo requiriese. Por otra parte, a mí lo que me gusta es el deporte, me gusta ver y jugar al fútbol, y entré en física porque era el último deadline que había, porque no me acababa de decidir. Pero cuando quedo con mis colegas o tengo tiempo libre no me dedico a hacer física, sino al deporte, al Fifa… intento olvidarme un poco de lo que es la ciencia. Eso sí, en el día a día está muy bien, pues vas buscando tú los problemas que quieres resolver o dónde te pica la curiosidad, y es muy divertido.

Entonces, ¿cuál sería el trabajo que tú harías si pudieras?

Yo siempre he dicho que el día que tenga un puesto fijo y no tenga que preocuparme de cuánto rindo, intentaré entrenar un equipo de fútbol. Últimamente, como ya empiezo a tener estudiantes, también me he dado cuenta de que me gusta mucho coordinar equipos o incluso la parte de hacer marketing. Entonces quizá algo que tuviera que ver con todo eso. Idealmente, si no fuera físico, me hubiera gustado ser futbolista, pero mis rodillas no me lo permiten.