Els coloms del Big Bang

El cel era serè, amb multitud d’estels brillant en el firmament, en aquella nit tranquil·la del 20 de maig del 1964. Tot estava llest per iniciar l’experiment a l’antena-botzina Holmdel de 6 metres que els equips dels Laboratoris Bell havien instal·lat a Crawford Hill, Nova Jersey. Arno Penzias i Robert Wilson es disposaven a engegar l’innovador equipament ultrasensible que volia revolucionar les telecomunicacions en l’àmbit planetari. L’antena s’havia construït dins de l’anomenat Projecte ECHO, per detectar les transmissions de microones efectuades des de l’estació Goldstone al desert de Mojave i que rebotaven en el satèl·lit-globus ECHO 2 que la NASA havia llençat feia poc. Aquella nit, però, aquest no era l’objectiu. Penzias i Wilson eren dos ràdio-astrònoms que havien acabat treballant per Bell Labs, el centre d’investigació privat més important d’aquella època, atrets per la possibilitat de tenir accés als detectors punters que s’estaven desenvolupant per a les telecomunicacions per satèl·lit. Durant les proves del projecte ECHO havien observat que si bé es detectaven les transmissions provinents de Califòrnia, aquestes estaven immerses en un enorme oceà de soroll que impedia, a la pràctica, la seva utilització efectiva. Per obtenir doncs una bona qualitat, esdevenia imprescindible eliminar tota la contaminació inútil. És així doncs que l’objectiu d’aquella nit era caracteritzar totes les fonts de soroll que hi havia sense el senyal, per poder eliminar-les en el moment de les transmissions i millorar la qualitat. Un cop engegada, l’antena va anar movent-se lentament cobrint tot el cel i detectant tots els senyals en microones que vinguessin de l’espai i de l’entorn. Va ser una llarga nit de feina i moltes dades acumulades, el sol s’aixecava i els dos científics marxaven a dormir. Penzias i Wilson sota l’antena Holmdel de Bell Labs – Crèdit: NASA L’endemà va arribar la sorpresa al començar a analitzar les dades. Un cop eliminades les fonts de microones més òbvies, com les estacions de ràdio i els radars, encara quedava un potent soroll residual persistent. Un soroll 100 vegades més intens que el que ells esperaven. Un senyal que no venia de cap direcció en concret. però que es detectava en totes les direccions, miressin cap on miressin en el cel, amb una longitud d’ona de 7,35cm. Podria ser una fallada de l’antena o del seu detector? Van pensar primer que la pròpia calor del detector podria ser una font de soroll. Van decidir aleshores de refredar-ho amb heli líquid a -269ºC i repetir les observacions. Però, tot i això, el soroll provinent de tot arreu persistia. Alguna cosa se’ls podia haver passat per alt? No trobaven cap explicació raonable, així que va anar a donar una ullada a l’interior de l’orella metàl·lica per veure si hi havia alguna cosa que no rutllava en el seu interior. I quina va ser la sorpresa, quan en mirar dins de la gran orella, van trobar-hi uns coloms que n’havien fet la seva llar amb els seus nius i, també, el seu seguit de deposicions. Ara ja ho tenien clar, els coloms l’havien espifiat i eren culpables del soroll contaminant. Van fer fora als volàtils, van netejar-ho tot i van repetir l’experiment, aquest cop amb una xarxa protectora per evitar altres okupes amb plomes. Penzias inspeccionant l’interior de l’antena mentre Wilson observa des d’una escala – Crèdit: Nokia Bell Labs El resultat no va canviar, el senyal seguia ben present, sense cap variació. Eliminats tots els seus possibles orígens terrestres i plumífers, ja no tenien dubtes de què el seu origen havia de ser còsmic. Però quin podia ser? Era un senyal que inundava de manera homogènia tot el cel, tot l’univers, res a veure amb els fons còsmiques conegudes de microones en aquell moment. Penzias va contactar amb un amic seu, Bernard Burke, professor de física del MIT i pioner en la radioastronomia, a fi de demanar-li la seva opinió sobre l’origen del senyal. Per casualitat, Burke havia llegit feia poc un article, encara no publicat, que estava preparant un equip de la Universitat de Princeton conformat per Jim Peebles, Robert Dicke i David Wilkinson. En aquest teoritzaven que si l’Univers s’havia expandit a partir d’una singularitat inicial, com va proposar l’astrònom belga George Lemaitre als anys 20 basant-se en la relativitat general d’Einstein i que els seus detractors anomenaven irònicament teoria del Big Bang, la radiació d’aquesta «explosió» primigènia hauria de ser encara detectable avui en dia i hauria d’emplenar tot l’espai en totes les direccions de manera homogènia amb un senyal de ràdio a una longitud d’ona d’exactament 7,35cm, corresponent a una temperatura de la radiació de 3,5º Kelvin. Burke no ho va dubtar i va identificar immediatament la descoberta de Penzias i Wilson com el senyal descrit en l’article que havia llegit, i va trucar a Dicke a Princeton. Dicke, absolutament sorprès pel que li va explicar Burke, va enviar immediatament l’article a Penzias i Wilson. Quan el van llegir, ho van tenir molt clar i van invitar al seu torn a Dicke, Peebles i Wilkinson als Laboratoris Bell perquè poguessin escoltar el senyal. Era irrefutable, havien descobert el que buscaven, la prova indiscutible de què la teoria del Big Bang era una realitat científica, aquell fons de radiació de microones era el residu fòssil de l’inici del nostre univers. En un gest de fraternitat científica, els dos equips van acordar col·laborar i van enviar 2 articles curts al Astrophysical Journal Letters. En el primer Dicke, Peebles, Wilkinson i P.G. Roll descrivien com havia de ser el fons de radiació de microones i la seva importància cabdal com a prova del Big Bang. En el segon Penzias i Wilson explicaven la detecció d’aquest mateix senyal del fons de radiació de microones, i així validaven de manera irrefutable la teoria del Big Bang que fins aleshores havia sigut molt discutida per la majoria de la comunitat que preferia creure en un univers estàtic. Penzias i Wilson posant davant de l’antena al 1978 quan van rebre el premi Nobel – Crèdit: Nokia Bell Labs El 1978, Penzias i Wilson van guanyar el Premi Nobel per la seva descoberta, i el 2019, Jim Peebles el va guanyar al seu torn per les seves contribucions teòriques a la cosmologia i a la teoria del Big Bang. Un reconeixement que va arribar massa tard tant per Dicke com per Wilkinson, que van deixar aquest món el 1997 i el 2002 respectivament. Quant als coloms que havien fet de l’antena Holmdel casa seva i que van ser vilment expulsats, ningú sap ben bé que els va passar, però avui en dia, si aneu per Crawford Hill, potser els veureu volar per les instal·lacions i l’antena que van ser designats Monument històric nacional dels Estats-Units el 1989. L’antena Holmdel, ara monument històric nacional dels Estats-Units