Especialista en cosmología visita la PUCV para contribuir con investigaciones y postgrados del Instituto de Física

26.02.18

Pasantía en Chile del destacado investigador de la Universidad Autónoma de Barcelona, Dr. Diego Pavón, fue posible gracias al Programa de Cooperación Internacional de CONICYT, a través del Concurso de Atracción de Capital Humano Avanzado del Extranjero, Modalidad Estadías Cortas, MEC.

El físico, académico e investigador de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), Dr. Diego Pavón, se encuentra realizando en el Instituto de Física de la Pontificia Universidad de Católica de Valparaíso, una pasantía de 4 meses en el marco de la Red Internacional de Excelencia que ambas universidades han desarrollado a través de sus grupos de gravitación y cosmología, la que fue posible gracias a la adjudicación del Concurso MEC de CONICYT y al apoyo de la Vicerrectoría de Investigación y Estudios Avanzados PUCV.

El  Dr. Pavón ha trabajado directamente con los profesores del Instituto de Física PUCV, Dr. Ramón Herrera y Dr. Joel Saavedra,  dictando cursos a estudiantes de pre y postgrado, además de una serie de seminarios abiertos para la comunidad universitaria. En su trayectoria  científica cabe mencionar  la formulación relativista de la termodinámica extendida, que aborda procesos donde el sistema bajo estudio no siempre se encuentra en equilibrio termodinámico consigo mismo, a diferencia de la termodinámica convencional que habitualmente se enseña en nuestras universidades.

Para contarnos sobre su estadía en la PUCV, el Dr. Diego Pavón nos recibió en la sede Curauma donde nos habló sobre su relación con la Universidad, su actividad profesional y las proyecciones de su carrera como académico e investigador. Ésta la comenzó en la Universidad de Sevilla, donde realizó sus estudios de licenciatura que luego proyectó a investigaciones sobre la termodinámica extendida y  la cosmología.  

¿Nos podría comentar de qué trata la termodinámica extendida?

Se ocupa de los procesos de equilibrio y de no equilibrio en sistemas termodinámicos, a diferencia de la termodinámica habitual que se centra en procesos en los que el sistema siempre está en equilibrio consigo mismo. Es fácil constatar que este supuesto equilibrio de los sistemas es  una idealización (si bien muy útil), ya que implicaría – por ejemplo - que los extremos de una habitación  tendrían la misma temperatura, lo que sabemos no ocurre en la realidad.

De esta forma y teniendo en claro en que los sistemas no están siempre en equilibrio, por medio de la termodinámica extendida estudiamos las gradientes de temperatura, presión y los procesos irreversible asociados a esos y otros gradientes. Yo me ocupé de extensión relativista de la termodinámica, la que he aplicado a  la gravitación y el  universo.

¿Cuáles son los descubrimientos que más le han llamado la atención?

El primer hallazgo tiene que ver con la termodinámica de los agujeros negros, específicamente en que la entropía de éstos no es meramente geométrica. Cuando hablo de entropía, hago referencia a los cambios, evoluciones o transformaciones que sufre un sistema y, en este contexto, es importante destacar que inicialmente se pensó que la entropía de un agujero negro, era muy diferente a la de un sistema ordinario, por ejemplo un gas. Tras investigar el tema, hemos descubierto que existe absoluta correspondencia, entre la entropía de algo tan simple como es un agujero negro, con la de sistemas mucho más complejos como es el caso de un gas.

Otra línea de investigación que estamos desarrollando, se refiere al universo visto como un sistema termodinámico normal, es decir uno que cumple las leyes de la termodinámica. Esta investigación, que se apoya en conjeturas relativamente afianzadas, nos ha permitido afirmar que al igual que todo sistema ordinario busca siempre el estado de equilibrio compatible con las condiciones a que dicho sistema está sometido, el universo tiende al equilibrio termodinámico  acelerando su expansión, es decir ésta es cada vez más rápida.

Ello concuerda perfectamente con el descubrimiento observacional de que la expansión actual del universo es acelerada. Por ello, la entropía del universo crece, al igual que la de cualquier sistema convencional, hasta alcanzar un estado de equilibrio. Ello  puede entenderse como una explicación termodinámica al hecho de que nuestro universo se esté expandiendo aceleradamente. En caso contrario, si el universo estuviese desacelerando nunca se alcanzaría el estado de máxima entropía, es decir: el estado de equilibrio.

En síntesis, podemos concluir que el universo se comporta como un sistema termodinámico normal, al igual que lo hace  una mesa, un gas o un vaso de agua.

En el desarrollo de estas investigaciones ¿Quiénes han influido en su carrera?

Realicé mis estudios de postgrado en el College Park en la Universidad de Maryland, donde tuve la oportunidad de encontrarme con los profesores Charles Misner, Joseph Weber, Bei Lok Hu  y otros académicos de fama mundial. También pude pasar varios veranos en la Universidad de Edmonton junto al profesor Werner Israel, quien formuló el  teorema de que los agujeros negros carecen de pelos, quedando perfectamente caracterizados, por su masa, momento angular y su carga eléctrica.

¿Cómo llegó a la PUCV?

Por contactos principalmente. La sociedad de investigadores es bastante afianzada y muchos se conocen. En el particular, tuve muy buena relación con el profesor PUCV Sergio del Campo, quién lamentablemente falleció hace pocos años. Amablemente me pidió recibir a uno de sus estudiantes, el hoy Profesor Ramón Herrera,  en Barcelona, lo que acepté encantado. La colaboración con él ha resultado muy fructuosa (no recuerdo cuantos artículos hemos publicado juntos) y espero sigamos colaborando en el futuro.  

En relación a lo anterior me encuentro en Chile por una invitación conjunta de los profesores Ramón Herrera y Joel Saavedra. Ambos me propusieron pasar cuatro meses realizando diversas actividades como cursos, seminarios, entre otros, lo que me ha parecido una experiencia muy valiosa.

¿Cuáles han sido los temas a tratar en los seminarios que ha realizado?

Tuvimos un curso que trataba sobre cosmología dirigido a alumnos de magíster y doctorado. Además, de  un seminario dirigido a profesores, postdoctorados y al público en general que versó sobre los distintos métodos de determinar la edad del universo. Actualmente me encuentro trabajando en un artículo que pensamos enviar a publicar próximamente.

Haciendo referencia a lo que nos comenta ¿qué edad tiene el universo realmente?

Si lo tomamos desde que empezó a expandirse, el cálculo da aproximadamente unos trece mil ochocientos millones de años, quizás catorce mil millones de años, pero no más. La edad se encuentra probablemente entre esos valores.

¿Y cuál es el horizonte del Universo que podamos llegar a conocer?

El horizonte depende de nosotros.  El horizonte no es el mismo para un marino que está en un punto del mar, que para otro ubicado en otro extremo, todo depende del observador. Pero todos tienen un horizonte.

¿Por qué cree que el mundo de la física se ve tan complejo para el común de la gente?

Yo creo que no es más difícil de entender que cualquier otro tema de estudio. El problema radica en que, por ejemplo, el universo no se puede meter en un laboratorio ni tampoco una estrella o una galaxia.

Por otra parte, el problema de la física es que carecemos de una teoría suficientemente fiable. Esto puede ejemplificarse con la teoría de la gravitación de Einstein, que es fantástica pero no estamos convencidos de que sea correcta bajo condiciones extremas. Igualmente, no podemos afirmar que ciertas leyes que presuponemos válidas lo sean realmente. Estimo que el día en que logremos plena confianza en las mismas, o en las que resulten de modificarlas correctamente, se habrá dado un paso de gigante, pero aún resta mucho por explorar.

Un punto muy importante en este análisis, lo encontramos en la conveniencia de tener estudios avanzados. Al respecto, para saber qué es un agujero negro o una galaxia, se requiere estudiar física básica y se debe haber visto y estudiado por lo menos las leyes de Newton, de Maxwell, estudiar óptica, mecánica cuántica y mecánica clásica, como un mínimo exigible para captar la noción de agujero negro. No obstante a ello, no es infrecuente encontrarse personas audaces que realizan propuestas incoherentes y muy erradas.

¿Le ha ocurrido a usted?

A veces  nos llegan personas que creen haber descubierto algo y te llaman o vienen al despacho para presentar su idea. El hecho es que has de explicarles de buenas palabras que aquello no va a funcionar. La física requiere mucho estudio, pero no es muy diferente a lo que se exige en otras áreas, profesiones y oficios. Por ejemplo, todos creemos poder ser un excelente entrenador de fútbol tras el televisor, porque lo entendemos. Sin embargo, en el momento de enfrentarse a la realidad  sería muy probable que fracasemos rotundamente.

Pasando a otro tema, ¿Cómo ha sido su estadía en la PUCV?

En la PUCV me he sentido muy bien, en un ambiente grato y cordial. He podido trabajar con total tranquilidad. Además, me relaciono bastante bien con el Profesor Ramón Herrera, con quien trabajo directamente.

En los talleres que he realizado pude notar varios interesados, especialmente, en los cursos de doctorado y en los mini cursos que di en la Facultad, muchos de los alumnos se acercaron a hacerme preguntas y otros tienen la intención de ir a trabajar conmigo a Barcelona durante unos meses.

Lo anterior, ha generado vínculos que espero que se refuercen en el tiempo y puedan llevarse a cabo las ideas que están saliendo durante mi estadía.

¿Que planea hacer después de terminar su estadía en Chile?

Volver a mi universidad en Bellaterra (Barcelona). Allí deseo escribir sobre la segunda ley generalizada y publicar un artículo de divulgación, ya que muchos colegas desconocen esta temática y quisiera que estuviera al alcance de todos en una revista de física en España. También espero poder seguir trabajando en las ideas que hemos desarrollado, ya que como me voy en febrero no alcanzaremos a finalizarlas aquí.

Por Marcelo Vásquez - Periodista VRIEA-PUCV