En el cuarto piso del edificio Lauritsen del Instituto Tecnológico de California (Caltech), a dos puertas del despacho de David Politzer -Premio Nobel de Física 2004-, se encuentra la oficina 457, donde el joven Alejandro Jenkins Villalobos pasa horas tratando de explicar, con el elegante lenguaje de la matemática, qué fue lo que sucedió en las milésimas de segundo que siguieron al Big Bang, ese gran estallido que hace 13.700 millones de años dio origen al Universo.
Su principal interés de estudio en estos momentos es la hipótesis de la inflación cósmica. "Un muy breve período al inicio de la historia del Universo durante el cual su tamaño aumentó exponencialmente", precisa.
Junto al físico teórico Mark B. Wise, su tutor y mentor en
Caltech, este aspirante al doctorado en física ya ha publicado tres trabajos científicos en la muy respetada Physics Letters B. De forma individual, Jenkins ha publicado en el Physical Review y en el American Journal of Physics.
El trabajo logrado hasta ahora es suficiente para alcanzar el título de doctor en física, pero Jenkins quiere más. Continuará su labor de posgrado un año más para hacer realidad otras metas y graduarse con méritos en el 2006. Él sabe que el campo de la física teórica es muy competitivo y para obtener un puesto de investigador y profesor en una buena universidad -su anhelo- debe dar lo mejor de sí.
De cualquier modo, Jenkins está acostumbrado a la excelencia. Llegó a Pasadena, California, en el 2001, tras conseguir con honores el título de bachiller en física y matemática de la Universidad de Harvard.
Las puertas de esa prestigiosa universidad en Massachusetts se le abrieron en 1997 gracias a su estupendo desempeño académico en el Colegio Científico de San Pedro y los premios que ganó en las ferias científicas nacionales, las olimpiadas de matemática y los concursos de oratoria, además de destacadas calificaciones en las pruebas de admisión en Costa Rica (fue el primer promedio del examen de admisión de la Universidad de Costa Rica en 1996 y ganó una excelente calificación en la prueba de aptitud escolástica -SAT-).
Allí gozó de las becas John Harvard, Harvard College y Roger Annenberg.
Tras cuatro años en Harvard, decidió cambiar la costa atlántica de Estados Unidos por la pacífica, tras rechazar becas completas de estudio de posgrado en las universidades de Chicago, Columbia (en Nueva York) y Stanford (en California).
Es evidente que la fama y el prestigio del "Departamento de física teórica de partículas" de Caltech -aquel por el que han pasado destacados teóricos como Robert Milikan, Richard Feynman y Albert Einstein- llevó a Alejandro a tomar este camino. Además, obtuvo la beca Robert A.Milikan.
"La gente en Caltech es amigable y el ambiente no es competitivo", cuenta Alejandro, quien admite que el clima de California también es más amigable que el de Massachusetts.
Estado de la física teórica . Jenkins no es el único en el cuarto piso del edificio Lauritsen que está tratando de buscar respuesta a las grandes incógnitas del Universo. Siete profesores, diez investigadores de planta y treinta estudiantes de posgrado trabajan, desde distintos ángulos, en resolver los principales problemas que plantea la física teórica actual.
A ellos, al igual que al resto de físicos teóricos del mundo, les intriga el mismo problema sin resolver que mantuvo inconforme a Albert Einstein hasta sus últimos días.
Y es que si bien la física teórica en el siglo XX logró explicar cómo funciona el Universo a gran escala -a través de la Teoría de la relatividad de Einstein -y cómo se comportan las partículas más elementales dentro de un átomo -la Teoría de la mecánica cuántica-; no existe aún una forma de unificar ambas.
Así, la forma en que se comporta la energía y la materia cuando está concentrada en un espacio diminuto -como lo es el centro de un agujero negro- no se explica de igual forma con ambas teorías; las ecuaciones no llegan al mismo resultado.
Una propuesta de reconciliación a esta situación es la Teoría de las supercuerdas, una línea de pensamiento de las últimas tres décadas en la que se propone que la materia que conocemos está compuesta de pequeñísimas cuerdas cuyos distintos tipos de vibración dan origen a las diferentes partículas, como los electrones y los quarks.
A pocos metros de Jenkins, se encuentra John Schwarz -uno de los pioneros de la Teoría de las supercuerdas-, pero él no comparte sus ideas. "Esta teoría tiene una estructura matemática muy rica y prometedora, pero hasta ahora no ha formulado predicciones que permitan ponerla a prueba experimentalmente", explica.
Él, al igual que su mentor, Wise, prefiere buscar una propuesta alternativa para la formulación de una teoría cuántica de la gravedad, aunque considera que sus aproximaciones aún son muy preliminares y especulativas.
Una idea controversial que manejan Jenkins, Wise y otros -incluso aquellos seguidores de la Teoría de supercuerdas- es ladel principio antrópico, que señala que el Big Bang produjo muchos `subuniversos' con diferentes leyes físicas bajo las cuáles se comporta la materia. Nosotros casualmente pertenecemos a un subuniverso donde existió la posibilidad de que se crearan galaxias, elementos pesados y la vida en la forma en que la conocemos.
No obstante, el surgimiento de nuevas dudas ante la comprensión de cómo la gravedad actúa sobre el Universo no acaban en la imposible conciliación entre la Teoría de la relatividad y la Teoría de la mecánica cuántica.
Resulta que la materia que conocemos y estudiamos, aquella que vemos con telescopios, la que está compuesta por los elementos de la tabla periódica, la que compone los planetas, las estrellas y los seres humanos, solo corresponde al 5 por ciento del contenido del universo.
"Sabemos que el otro 95 por ciento tiene que estar ahí porque lo necesitamos para explicar el comportamiento del Universo", señala Jenkins.
¿De qué está hecho el restante 95? El 25 por ciento corresponde a materia oscura, una materia que se diluye mientras el Universo continúa expandiéndose. El otro 70 por ciento corresponde a una energía también denominada oscura que, a pesar de que el Universo se expande, no se diluye.
Se supone que esa energía oscura es una energía positiva y constante, responsable de hacer que el Universo se expanda de forma acelerada.
Ambos contenidos del Universo llevan el calificativo de "oscuro" pues así se mantienen ante el conocimiento del hombre: aún no se sabe qué son.
"La energía oscura representa uno de los problemas más difíciles para la física teórica en la actualidad. Es uno de los grandes problemas de la cosmología", dice Jenkins. "Sabemos que está ahí, pero no sabemos qué es", agrega.
Un instante de inflación . Uno de los campos de la física teórica que más interesan a Alejandro Jenkins es el de la inflación cósmica, una hipótesis propuesta por Alan Guth, del Instituto Tecnológico de Massachusetts, en 1981.
"Esta hipótesis permitiría resolver varios problemas fundamentales en cosmología. El más importante de estos problemas es explicar por qué el Universo en que vivimos es tan homogéneo", señala Jenkins.
Resulta ser que, en términos generales, el Universo tiene una distribución de materia y energía homogénea. Incluso las galaxias y los planetas, que irrumpen en la tersa homogeneidad del Universo, están esparcidos de una forma equitativa a lo largo del vasto Universo.
Eso lleva a los físicos a cuestionarse cómo se pudo dar una distribución igualitaria de la materia cuando las distancias a la que estaba una parte del Universo de la otra, a la hora de la formación de galaxias (unos 100 millones de años tras el Big Bang), eran tan extensas que la luz, que es la partícula que puede viajar a mayor velocidad, no podía alcanzar de un extremo a otro.
"El Universo era ya tan grande que hubiera sido imposible que todas las regiones se comunicaran para `ponerse de acuerdo' entre ellas, porque la información no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz", dice.
Una forma de explicarlo es a través de la inflación cósmica. Según esa hipótesis, lo que ocurrió es que, cuando el Universo era todavía muy pequeño y muy homogéneo, comenzó a crecer exponencialmente, de manera que su tamaño aumentó enormemente durante una cortísima fracción de segundo. "El Universo en que vivimos sería el producto de un universo mucho más pequeño y originalmente homogéneo que se `infló' dramáticamente", continúa el físico.
Según la Teoría de la relatividad , esa inflación ocurre naturalmente si el Universo tiene una energía positiva neta que no se diluye conforme el Universo crece. "Podemos pensar en eso como una energía del espacio vacío".
Jenkins explica que la inflación cósmica hace una serie de predicciones sobre cantidades físicas que pueden medirse experimentalmente mediante el `fondo cósmico de microondas', la radiación electromagnética que se produjo cuando el Universo tenía aproximadamente 300.000 años de edad.
Fue en ese momento cuando los electrones y los protones libres se combinaron por primera vez para producir átomos de hidrógeno.
"Este es el evento más antiguo que podemos observar directamente, porque antes de eso el Universo no era transparente a la luz", detalla Jenkins.
"Varios grupos experimentales han estado midiendo las características de esta radiación, que fue descubierta originalmente por Arno Penzias y Robert Wilson, en 1964. Hasta ahora las predicciones de la inflación cósmica calzan muy bien con lo que hemos medido", agrega.
Jenkins, a quien le gusta teorizar sobre asuntos que pueden ser comprobados experimentalmente, espera con ansias las mediciones del fondo cósmico de microondas que recaba el satélite WMAP de la NASA.
También está pendiente de las mediciones más precisas que hará, después del 2007, el satélite Planck, que enviará al espacio la Agencia Espacial Europea.
Más allá de las partículas . Alejandro lleva ocho años viviendo en tierras lejanas, persiguiendo las respuestas a sus grandes incógnitas. "Realmente quiero seguir en esto, es interesante y valioso", dice sonriente.
De aquí a diez años espera lograr la hazaña de convertirse en profesor de alguna respetada universidad de Estados Unidos o Europa. Pero si no lo logra, asegura que no ha perdido su tiempo. "No me arrepiento de haber dedicado mis años de juventud a esto, no ha sido tiempo perdido&...; he estado haciendo lo que me gusta. Es bonito que le paguen a uno por hacer lo que quiere, aunque sea por unos años", dice.
No descarta utilizar sus conocimientos matemáticos en otra disciplina como la economía, uno de sus pasatiempos que sigue por la influencia de su hermano Pablo. Tampoco desecha la posibilidad de aventurarse en el mundo de los negocios.
Sin embargo, en el fondo, su verdadero anhelo es seguir en la senda de la física. Él, al igual que su profesor Mark Wise y demás físicos teóricos en el edificio Lauritsen del Caltech, y otros recintos universitarios, debe hallarle respuesta a esas grandes incógnitas.
"Yo estoy seguro de que la explicación a qué es la energía oscura no será encontrada en mi tiempo de vida, y eso que pienso vivir muchos años más", dice seriamente Wise. "Será Alejandro, y otros de su generación, los que hallarán esa respuesta".
Hace ocho años , Alejandro Jenkins dejó su hogar en San José para nutrir su intelecto y hacer camino en la carrera de la física teórica.
A pesar de estar a miles de kilómetros de distancia, mantiene contacto con la patria que lo vio crecer leyendo los periódicos y hasta participando en ellos -es columnista de La Nación, La República y El Financiero-.
Regresa cada año en diciembre, a pasar unos días junto a sus padres, la politóloga Anabel Villalobos y José Pablo Jenkins, ingeniero civil. También se encuentra con su hermano Pablo, cuatro años mayor que él, quien también es un exitoso profesional que actualmente realiza una maestría en la universidad de Harvard, en Cambridge, Massachusetts.
Uno de esos retornos fue una verdadera aventura, pues recorrió en carro, junto con Ilya Manoel -otro doctorando en física de Caltech-, el trayecto desde Pasadena, California, hasta San José, Costa Rica.
En el camino de varios días, conocieron las diversas culturas de México y América Central.
Alejandro confiesa que tiene una inmensa afición por las letras y también un gran amor por la ciencia.
Es un lector voraz y domina tres idiomas: español, inglés y francés.
El desaparecido físico y divulgador Carl Sagan, creador del programa televisivo Cosmos es uno de los responsables de haber sembrado en Alejandro la curiosidad por encontrar respuesta a las incógnitas del Universo. "Siempre lo veía", dice.
Su padre, José Pablo, también tiene responsabilidad en ello, asegura Alejandro.
Tras concluir el noveno año en el colegio Lincoln, donde perfeccionó su inglés, Alejandro le pidió a sus padres que lo trasladaran al Colegio Científico de San Pedro. "Mi interés era profundizar en las ciencias exactas. Allí me encontré con otros estudiantes que compartían iguales intereses", dice.
En 1996 presentó el examen de admisión de la Universidad de Costa Rica (UCR) y ganó la nota perfecta: 800.
Se matriculó en la UCR durante el primer semestre de 1997, pero luego partió hacia Estados Unidos.
Aunque añora su patria, sabe que las oportunidades de investigación en física teórica se encuentran lejos de ella.
Por ello todavía no planea regresar a esta tierra que lo vio crecer.