GAMOW: El Big Bang. El Conocimiento en Expansión – Antonio M: Lallena

El medio siglo transcurrido entre 1865 y 1915 puede considerarse, sin duda, como el de mayor in1pacto en la Física como disciplina científica moderna. En 1865, Maxwell formuló las famosas ecuaciones que llevan su nombre, que describen los fenómenos asociados al campo electromagnético, y se puso así en marcha la primera de las tres grandes «revoluciones» de la física que vieron la luz en esos años. A partir de ese momento se fueron estableciendo las bases (tanto experimentales como teóricas) que permitieron alumbrar las otras dos, nacidas en los primeros años del siglo xx: la teoría de la relatividad, establecida por Einstein, y la teoría cuántica, a cuya formulación contribuyeron de manera notable Planck, De Broglie, Schrodinger, Heisenberg, Dirac, Bohr y el propio Einstein, entre otros.

Estas teorías modificaron profundan1ente la visión que hasta entonces se tenía de la naturaleza y dieron lugar a nuevos procedimientos experimentales, técnicas de análisis, problemas y soluciones con cuyos resultados convivimos aún hoy en la vida diaria. De entre los muchos cambios que propiciaron las cuestiones concretas que se tuvieron que abordar a la luz de esas nuevas teorías, así como las estrategias desarrolladas para resolverlas, hay uno que llama poderosan1ente la atención: cuando se comparan los intereses de los físicos posteriores a 1865 con los de aquellos que desarrollaron su actividad con anterioridad a esa fecha se observa una profunda diferencia asociada con lo que podríamos denominar «especialización».

De hecho, una de las consecuencias de esas revoluciones fue el abandono del humanismo científico que había caracterizado la labor realizada por los físicos (y los científicos en general) hasta mediados del siglo XIX, que abarcaba distintas ramas del saber, tratando de resolver problemas de disciplinas muy diferentes en apariencia, pero que dotaban a los investigadores de un conocimiento genérico de la naturaleza. De hecho, en muchas universidades la Física recibía el llamativo nombre de Filosofía Natural. A partir de ese momento, los científicos se especializaron en temáticas concretas, con escasas interacciones ( en el mejor de los casos) con colegas ajenos a esas temáticas.

Esta característica impregnó la investigación a lo largo del siglo xx, originando equipos estancos, bastante impermeables a ideas provenientes de otros ámbitos de la propia disciplina o de otras ciencias. Afortunadamente, ya a finales de ese siglo, pero sobre todo con el nacimiento del siglo XXI, los científicos se han percatado del claro empobrecimiento que esta actitud llevaba aparejado y, en la actualidad, la interdisciplinariedad es uno de los valores que más se premian a la hora de la financiación de proyectos de investigación, siendo cada día más habituales los grupos en los que científicos de muy distintas especialidades cooperan en la consecución de objetivos comunes.

No obstante, pese a lo que acabamos de comentar, es posible encontrar ejemplos de personajes que han contradicho este paradigma. Uno de los últimos, y de los más conocidos, fue sin duda Feynman, premio Nobel de Física en 1965 por sus trabajos en Electrodinámica Cuántica y que dedicó bastante de su tiempo a abordar cuestiones de muchos otros ámbitos científicos, incluyendo la biología. Mucho menos conocido, pero en la misma línea vital que Feynman, es el personaje que nos ocupa. Gueorgi Gamow (1904- 1968) fue uno de esos «atrasados en el tiempo», otro de esos científicos ottocentistas tardíos que se opuso a la especialización absoluta y cuya curiosidad le llevó, para fortuna de todos, a abordar problemas de la más diversa índole.

Ruso de nacimiento, Gamow vivió la Revolución rusa, soportó las restricciones de todo tipo que la siguieron y terminó por emigrar a Estados Unidos, cambiándose el nombre por su versión anglosajona: George. Gamow es una figura que solo cabe catalogar como excepcional en la Física de la primera mitad del siglo xx. Esa excepcionalidad la demostró ya desde muy joven, si hacemos caso de sus propias palabras. En abril de 1968, apenas cuatro meses antes de su fallecimiento, Charles Weiner, un historiador de la ciencia, le hizo una larga entrevista en la que salieron a relucir muchos detalles de su vida.

En un momento de la entrevista, W einer le preguntó a Gamow sobre las razones de su interés por la física y la astronomía, aludiendo a si se debía precisamente a sus estudios en la escuela, a lo que Gamow respondió: No, verá, yo iba bastante por delante. Cuando en la escuela estaban enseñando álgebra, yo estaba estudiando ecuaciones diferenciales en casa. Aprendí la teoría de la relatividad de Einstein cuando estaba aún en la escuela. Simplemente me interesó [la física]. Gamow fue fundamentalmente un físico teórico que trabajó en el área de la física nuclear, primero, y en la aplicación de esta a la astrofísica y la cosmología, más adelante.

Sin embargo, sus primeros pasos como investigador en la universidad se orientaron hacia la física experimental, aunque según él mismo reconocía nunca progresó demasiado en ese campo. No obstante, su curiosidad «experimental» siempre estuvo presente, y en su autobiografía relata algunos de sus «enfrentamientos» con la experimentación científica. El primero de ellos, quizá el más curioso, le ocurrió cuando su padre le regaló, siendo aún niño, un microscopio. Impactado en aquel entonces por el dogma del sacramento de la Eucaristía ( el pan y el vino después de consagrados se transforman en la carne y la sangre de Cristo), se propuso comprobarlo por sí mismo y un día, después de comulgar, conservó la hostia mojada en vino en su boca hasta que volvió a casa.

Inmediatamente puso la muestra en el microscopio y la comparó con otra muestra similar previamente preparada y que no había sido objeto de consagración. Pudo constatar la similitud de ambas muestras y cómo las dos diferían a su vez de una fina capa de piel que había cortado de la yema de uno de sus dedos. Gamow dice en su autobiografía que este episodio fue lo que le indujo a ser científico. Y sin duda hizo de él el escéptico que siempre fue. Anterior a este episodio fue su primer contacto con la astrofísica: en 1910, subido al tejado de su casa, vio el cometa Halley. De aquella experiencia singular guardó un vívido recuerdo durante toda su vida. Los logros científicos de Gamow fueron notables. Como ya hemos indicado, sus primeros trabajos relevantes los realizó en el marco de la física nuclear, que por aquel entonces estaba dando sus primeros pasos.

Tres fueron sus principales aportaciones en este campo. En la primera explicó la desintegración a utilizando el efecto túnel ( un mecanismo cuántico que no tiene paralelo en la física clásica). Es importante resaltar que este trabajo se publicó en 1928, años antes del descubrimiento del neutrón por Chadwick, fecha que muchos consideran como punto de partida de la física nuclear como disciplina independiente. Las otras dos aportaciones tampoco fueron desdeñables: formuló el modelo de la gota líquida para el núcleo (un modelo que tuvo un impacto enorme en la descripción de la fisión nuclear) y, junto con Teller, describió las reglas de selección de las desintegraciones ~ que llevan su nombre. En el ámbito de la astrofísica trabajó en los mecanismos responsables de la producción de energía en las estrellas y en problemas de evolución estelar. Y, más adelante, tras implicarse de lleno en el campo de la cosmología, fue uno de los primeros defensores de la teoría que establece que el universo tuvo un estado inicial caliente y denso, y predijo la existencia del fondo cósmico de radiación de microondas con una temperatura de unos pocos grados kelvin. Además, aplicó los conocimientos adquiridos en física nuclear para calcular la abundancia de hidrógeno y helio en el universo a partir de las reacciones nucleares ocurridas en los primeros instantes después del Big Bang. Hacia 1954 llevó a cabo lo que él, en su autobiografía, denomina «una extravagante desviación en el campo de las ciencias biológicas».

Poco después de que Crick y Watson anunciaran su descubrimiento de la estructura de doble hélice de la molécula de ADN, indagó sobre cómo la información sobre la herencia que aparece en las cuatro bases que forman la parte relevante de la molécula se traslada a los 20 aminoácidos con los que se conforman las proteínas, las sustancias básicas de la vida. A pesar de ser uno de los mejores conocedores de la física nuclear en su tiempo, Gamow no participó en el Proyecto Manhattan, y durante la Segunda Guerra Mundial siguió dando clase en Washington, aunque trabajó como consultor de la Armada estadounidense en cuestiones relacionadas con explosivos convencionales. Durante aquella época mantuvo cierta relación con Einstein, que también sirvió como consultor en la misma división que él.

Años más tarde sí que participó en el proyecto para la fabricación de la bomba de hidrógeno que dirigieron Teller y Ullam. Además de su actividad científica, Gamow llevó a cabo una extraordinaria labor como divulgador científico, lo que le valió en 1956 el premio Kalinga, otorgado por la Unesco. Entre sus publicaciones más populares destacan los cuatro libros que narran las aventuras y desventuras científicas del Sr. Tompkins, un empleado de banca aficionado a la física.

En total su producción en el ámbito de la divulgación alcanzó una veintena de libros y una decena de artículos en la revista Scienti¡fic American. Según el investigador Nelson H.F. Beebe, del Departamento de Matemáticas de la Universidad de Utah (Estados Unidos), quien ha llevado a cabo un estudio detallado de sus trabajos, Gamow produjo más de 500 entradas bibliográficas, de las que más de 200 son artículos en revistas científicas. Entre los coautores de sus artículos están Chadwick, Bloch, Landau, Bethe y Chandrasekhar, premios Nobel de Física, Rutherford y Aston, premios Nobel de Química, y Delbrück, premio Nobel de Fisiología o Medicina. Gamow falleció en Boulder, Colorado, el 19 de agosto de 1968, después de haber sufrido varios problemas de salud.

La torre que alberga el Departamento de Física de la Universidad de Colorado lleva su nombre. Y desde 1971, en esa misma universidad tiene lugar anualmente la conferencia «Memorial de George Gamow» impartida por científicos de primera fila, muchos de ellos galardonados con el premio Nobel.