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Los problemas pendientes en la astrofísica y en la cosmología contemporánea.

...Estas dos disciplinas se hunden literalmente bajo la masa de problemas no resueltos. Históricamente, el estudio del cosmos ha conocido varias etapas. No vamos a repasar aquí la historia de la astronomía. La espectroscopia permitió obtener datos importantes sobre la composición y la temperatura de objetos y la medición del efecto Doppler permitió obtener campos de velocidades y determinar masas de estrellas, a distancias que exceden en un gran número de órdenes de magnitud el diámetro del sistema solar. El descubrimiento de patrones de distancia (estrellas variables cefeidas) permitió extender estas mediciones de distancia, hasta escalas cosmológicas (50 millones de años luz).

...La aplicación de las herramientas de la geometría diferencial a la cosmología (ecuación de campo) permitió posar otra mirada sobre ciertos fenómenos (expansión cósmica, fenómenos relativistas locales).

...El descubrimiento de la física de los núcleos permitió construir modelos de estrellas. Pero se ha visto más arriba que, brutalmente, el dominio que el hombre creía poseer del funcionamiento de las estrellas se encontraba súbitamente cuestionado.

...Esta misma física nuclear permitió remontarse más lejos en el pasado y explicar por ejemplo la abundancia del helio.

Pero:

• No se dispone de ningún modelo teórico de galaxia. En este dominio no se ha superado el estadio del empirismo.

• No se sabe ni cómo se forman estos objetos, por qué tienen tal masa y no tal otra, ni cómo evolucionan. La forma de la curva de rotación de las galaxias, que presenta una fuerte velocidad periférica, sigue siendo un misterio.

• Las teorías de la estructura espiral, únicamente basadas en simulaciones numéricas, siguen siendo muy discutibles.

• Existe un desacuerdo considerable entre las mediciones de masa y los campos de velocidad medidos (fenómeno de masa faltante).

• Misma disonancia en lo concerniente a los cúmulos de galaxias.

• Existen numerosas galaxias muy irregulares, a propósito de las cuales el astrónomo inglés Sir James Jeans había dicho " Cuando se ven tales formas no se puede resistir a la idea de que ello se debe a fuerzas considerables, que están obrando en el cosmos, y cuya naturaleza ignoramos "

• En el plano de la cosmología existe cierto desacuerdo entre la edad del universo, estimada a partir de las estrellas más viejas de nuestra galaxia y a partir de mediciones sobre la expansión (ley de Hubble, constante de Hubble)

• No se sabe explicar la estructura a gran escala, lacunar, del universo, distribuyéndose las galaxias alrededor de inmensos vacíos.

• Se han puesto en evidencia numerosos pares de galaxias que violan la ley de Hubble (la más cercana posee un red shift superior al de la segunda, situada en el plano posterior).

• Se han descubierto fuentes con muy fuerte red shift, cuya talla no excede la del sistema solar y que emiten tanta energía como una galaxia entera (quasars). Fuente de energía desconocida. Algunos astrónomos piensan que estas fuentes son núcleos de "galaxias activas" (galaxias de Seyfert). Pero cuando se les pide la definición de una "galaxia activa", cuyo núcleo parece en estado de explosión, responden "que alberga un quasar en su centro".

• A razón de uno por día, en promedio, los astrónomos registran flashes gamma. Mecanismo, distancia y naturaleza del emisor: desconocidos.

• Los efectos de espejismo gravitacional, ligados a las galaxias y a los cúmulos de galaxias, no corresponden a las masas de dichos objetos.

• La teoría ha predicho la existencia de residuos de estrellas masivas, las estrellas de neutrones. En general cuando un objeto ha sido predicho por un teórico visionario (como las supernovas por el estadounidense Fritz Zwicky en 1931) se han descubierto rápidamente varios, luego cientos: las estrellas de neutrones (que, en rotación rápida, dan lo que se llama los púlsares). Estos son frecuentemente asociados a otra estrella que, por la masa que les envía, debe necesariamente, de tiempo en tiempo, hacerles superar su "masa crítica", evaluada en 2,5 masas solares. En estas condiciones los neutrones que las constituyen, apretados unos contra otros, no pueden ya contrarrestar la fuerza de gravitación y el objeto se derrumba sobre sí mismo. No se sabe describir este derrumbe. El modelo del agujero negro, llamado al rescate como solución de la ecuación de campo, presenta un defecto molesto. Es solución de:

S = 0

es decir de una ecuación donde T = 0 , que describe una región del espacio donde la densidad de energía-materia es nula. Además, lo que milita contra este modelo, es la rareza de los candidatos agujeros negros, desde hace treinta años, aunque se use de estos objetos, metiéndolos en todas las salsas, para "explicar" cualquier cosa y cualquier otra cosa.

• Volviendo a la cosmología, al modelo estándar, llamado del "Big Bang", este no puede explicar la notable homogeneidad de esta huella fósil del universo primitivo que constituye el fondo de radiación a 2,7°K. Según este modelo, en la primera infancia del universo, dos partículas vecinas se alejan una de otra a una velocidad superior a c. No pueden por lo tanto interactuar. El universo primitivo era por lo tanto no colisional. Entonces, ¿por qué era tan homogéneo?

• Es imposible definir el tiempo a partir de cierto estadio, remontándose en el pasado. De todos modos, la descripción del universo, en su estado hiperdenso e hipercaliente, está penalizada por la crisis actual en física de las altas energías.

• El modelo estándar, fundado sobre una solución de la ecuación de Einstein, no sabe tener en cuenta los fenómenos electromagnéticos. Más generalmente, el vínculo entre la física de partículas y el comportamiento a gran escala del cosmos no está hecho. Aunque existe una revista titulada "Classical and quantum gravity", el método de cuantificación no ha podido ser extendido a la gravitación. No se sabe definir un eventual gravitón.

Cincuenta años de no-física.

...La crisis científica es en efecto total y no se limita a la astrofísica y a la cosmología. Los éxitos predictivos de la mecánica cuántica hacen ilusión. Muchos panes de la teoría siguen del dominio de lo semi-empírico. No se tiene por ejemplo ningún medio de ligar las masas y las cargas eléctricas de partículas. No se sabe predecir las masas de partículas. El modelo de los quarks se parece fastidiosamente al de los epiciclos de Ptolomeo. La mecánica cuántica es impotente para explicar el déficit en neutrinos solares.

...Aunque la mayoría de los físicos teóricos se vuelve actualmente hacia el mundo de las supercuerdas (a falta de disponer de una idea diferente) esta "nueva disciplina" se ha revelado incapaz, desde hace treinta años, de dar cuenta de la menor observación, ni de sugerir la menor experiencia. Según el matemático Jean-Marie Souriau (que posee su propia definición de la física teórica: las matemáticas menos el rigor. La física, menos la experiencia), acabamos de vivir "cincuenta años de no-física". Estima que ningún descubrimiento de física teórica digno de ese nombre ha intervenido desde los trabajos de Feynmann, que datan de los años cincuenta.

...Hace algunos años, mostrándome las actas de un coloquio internacional sobre las superstrings, me había leído un pasaje del discurso introductorio del responsable de ese coloquio:

• Aunque la teoría de las supercuerdas no haya a la fecha predicho ningún fenómeno ni permitido interpretar ninguna experiencia u observación, dado el número de papeles que se publican ahora se notará la extrema vigor de esta nueva disciplina.

El mundo de la investigación.

...Hay más investigadores en el trabajo, en el mundo, de los que jamás ha habido en la historia de las ciencias. Los presupuestos y los medios técnicos son importantes. Sin embargo se estaría bien en apuros para designar un físico del que se esté seguro que dejará un nombre en la historia de las ciencias. Entre 1895 (descubrimiento de la radio-actividad por Becquerel) y 1932 (descubrimiento del neutrón por Chadwick) transcurrieron treinta y siete pequeños años. Sería inútil recordar todas las profundas conmociones de nuestra visión del mundo que sacudieron este período y la retahíla de científicos eminentes que han ligado su nombre a esta época. Inversamente, ¿qué ha pasado desde 1961, en la escena ciencia, si se exceptúan los avances tecnológicos (conquista de la Luna, satélites de telecomunicación, informática, Cd rom, etc...)?

Toda nuestra ciencia parece vivir un encierro paradigmático.

...Según Souriau, la generalización, en la posguerra, del sistema de comités de lectura, supuestamente encargados de garantizar la independencia de los "referees" (expertos en la disciplina concernida), durante el examen de los trabajos, ha provocado un efecto de choque en retorno catastrófico. El anonimato engendra la impunidad más total, facilita el bloqueo de las ideas nuevas, siempre molestas..

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