George Gamow (Georgi Antonovich Gamow, "Geo" para sus amigos) fue un gran físico, y uno de los científicos que formuló la teoría del Big Bang. Nació el 4 de marzo de 1904 en Odessa, Rusia. Su padre era un profesor de escuela de enseñanza secundaria. Muy temprano, en sus años de escolar se fascinó por la astronomía y, cuando cumplió sus trece años de edad, su padre le regaló su primer telescopio, con el cual estudió pacientemente las estrellas. Ya entonces afloraban en él sus dotes de científico.
En 1922, da inicio a sus estudios universitarios. Primero en la Universidad de Novorossia, en su ciudad natal. Después, en 1923, ingresa a la Universidad de Petrogrado(ahora Leningrado) donde estudia óptica y cosmología, egresando de ese establecimiento de enseñanza superior el año 1928. En 1926, asiste a la escuela de verano de la Universidad de Göttingen en Alemania. Ya, en ese tiempo, su formación era sólida y podía dar respuestas y soluciones demostrables a diez misteriosos fenómenos de la radiactividad natural. Como ejemplo, podemos señalar entre otros, la formulación que desarrolló de la teoría cuántica de la radiactividad, la primera explicación acertada del comportamiento de los elementos radiactivos, algunos de los cuales decaen en segundos, mientras que otros lo hacen en miles de años. Gamow consiguió un significativo avance de la investigación en Göttingen. Utilizando las teorías ondulatorias de Schrödinger, demostró que las partículas, en ciertos estados excitados de energía, pueden, a todos los efectos, abrirse camino hasta fuera del núcleo. El trabajo atrajo la atención de muchos físicos, incluidos Niels Bohr y Ernest Rutherford.
Tras recibir su graduación n 1928, viaja a Copenhague aceptando una invitación de Niels Bohr, quien estaba muy enterado e interesado en su trabajo y, por ello, le ofreció una beca de la Real Academia de Ciencias Danesa para estudiar un año en el Instituto de Física Teórica. Y, fue cuando estaba becado de ese instituto, cuando Gamow propuso la hipótesis de que los núcleos atómicos pueden ser tratados como pequeñas gotitas de «fluido nuclear». Más que una hipótesis, se trató de un descubrimiento que condujo a la actual teoría de la fusión y de la fisión.
La fama de Gamow como físico comenzó con su teoría que explicó el decaimiento radiactivo de la partícula alfa del núcleo atómico.
En 1929, obtiene una beca Rockefeller para la Universidad de Cambridge. Allí, Gamow coopera con F. Noutermans y R. Atkinson, en la tentativa de aplicar su fórmula para calcular el índice inductivo de transformaciones nucleares (reacciones termonucleares) en el interior de las estrellas. Se trata de una fórmula que se utiliza con éxito hasta hoy para diseñar bombas de hidrógeno, y en los estudios de posibilidades de reacciones termonucleares controladas, fusión. Estando en Cambridge, también concurre al Laboratorio Cevendish, en donde asiste a Ernest Rutherford e investiga con su equipo. Rutherford le pidió que investigara si, puesto que las partículas podían desprenderse del núcleo, podían ser inducidas de algún modo a penetrar en él, y así escindirse.
A sugerencia de Rutherford, Gamow consideró los efectos de bombardear núcleos atómicos con protones artificialmente acelerados a enormes velocidades en un campo magnético de alta energía. A su debido tiempo, sus cálculos mostraron que era posible penetrar en el núcleo, y que los protones acelerados podían pegarse a él, formando nuevos núcleos. Más aún, determinó que la aceleración necesaria no precisaba ser tan alta como la requerida bajo las leyes de la física clásica, un descubrimiento que animó a los investioadores en Cavendish a construir ellos también un acelerador de partículas. En 1932, este instrumento consiguió desintegrar litio y otros núcleos ligeros con protones, un gran avance que abrió las puertas al estudio de la física nuclear.
En 1931, tras su estancia en Cambridge, Gamow regresó a la Unión Soviética donde lo asignaron investigador de la Academia de Ciencias de Leningrado. En ese mismo año se casó con Luybov Vokhminzeva, de quien se divorció en 1956. La pareja tuvo un hijo que nació en 1935, a quien llamaron Rustem Igor.
Gamow, durante un par de años, se halló retenido en su país. Irritado ante las limitaciones impuestas por el cada vez más represivo régimen estalinista, decidió buscar fortuna intelectual en otra parte. En 1933, el frustrado científico consiguió persuadir a las autoridades de que le dejaran asistir al Congreso de la Universidad Solvay en Bruselas con su esposa Luybov en calidad de secretaria, ello les abrió las puertas para escaparse al oeste. Encontrándose todavía en Europa, visitaron el Instituto Pierre Curie y, al mismo tiempo, Gamow es profesor visitante de la Universidad de Londres. Tras varios meses de enseñar de forma itinerante en Europa, Gamow consigue una invitación para dar una conferencia, en el año 1934, en la Universidad de Michigan. En vez de regresar a Europa, Gamow se establece en EE.UU, donde pasó a formar parte del cuerpo docente de la Universidad George Washington en Washington, D.C. En ese paraíso extendió durante las siguientes dos décadas sus contemplaciones de los átomos bombardeados hasta los mismísimos orígenes del universo.
En ese olimpo que era para el teórico ruso su residencia en el país del norte, concentró sus investigaciones en el átomo primigenio concebido por el teórico - sacerdote belga Georges Lemaître. Gamow llamó a ese átomo la singularidad cósmica. Si materia y energía eran intercambiables, como había demostrado Einstein en su famosa ecuación E = mc2, las enormes densidades y las altas temperaturas al principio del tiempo y del espacio –que Gamow apodó el Big Squeeze, el Gran Estrujón– pudo haber borrado la distinción entre ellas. El componente principal de ese ardiente guiso materia-energía, sugirió Gamow, habría sido la energía radiante. Luego, mientras el universo empezaba a expandirse y a enfriarse, la primera materia en emerger lo habría hecho en forma de partículas elementales: protones, neutrones y electrones. Uno de los posteriores colaboradores de Gamow, Ralph Alpher, dio el nombre de «ylem», un término tomado de Aristóteles, a esta materia primordial. De sus estudios en Cavendish Gamow había aprendido que los neutrones, aunque son estables dentro de los núcleos atómicos, se desintegran rápidamente cuando se hallan por su cuenta. Un neutrón solitario tiene unas expectativas de vida de sólo trece minutos antes de que se convierta en un protón y un electrón. En la ardiente densidad del universo niño, la descomposición de los neutrones debió quedar equilibrada por la producción de nuevos neutrones surgidos de la colisión de protones y electrones.
Pero, a medida que el ylem se enfriaba y se hacía menos denso, cada vez se produjeron menos colisiones y se crearon menos neutrones. Al mismo tiempo, hubo una reducción en la radiación de alta energía, lo cual permitió a los neutrones existentes empezar a combinarse con protones, formando núcleos atómicos como habían hecho en el acelerador de partículas de Cavendish. Los protones solitarios atraían a los electrones para crear átomos de hidrógeno, y los núcleos más pesados reunían también sus complementos más grandes de electrones. El Big Squeeze podía ser el crisol de todos los elementos observados hoy en el universo.
Durante la Segunda Guerra Mundial Gamow fue referido al proyecto Manhattan, para desarrollar la bomba atómica. Gamow entre otros físicos contribuyó con la investigación en Los Álamos, que finalmente condujo a la producción de la bomba de hidrógeno.
Una vez finalizada la guerra, Gamow retoma sus investigaciones sobre la formación de los elementos que comporta el universo. Forma equipo con con Alpher, entonces un estudiante graduado de la George Washington, para llevar a cabo los difíciles cálculos que dieran soporte a su teoría.
Gamow y Alpher produjeron un monumental ensayo, pero hicieron un debut un tanto extravagante con una carta que, por coincidencia, apareció el April Fools' Day (el primero de abril, el día de los inocentes en los Estados Unidos) de 1948 en el periódico Physical Review. Gamow, un dedicado bromista, añadió al artículo la firma del renombrado físico atómico Hans Bethe, aunque Bethe no había tenido nada que ver con el proyecto. (Afortunadamente, Bethe se tomó bien la broma.) La lista resultante de autores –Alpher, Bethe y Gamow– era un retruécano correspondientes a las tres primeras letras del alfabeto griego, alfa, beta y gamma. Pronto se agregó al dúo Robert Herman, un colega de Alpher, y formaron un trío de trabajo que perduró incluso después de que Gamow se trasladara a la Universidad de Colorado en 1956.
La broma de Gamow en el Physical Review era apropiada, puesto que la carta al periódico presentaba una hipótesis sobre la creación de los primeros elementos de la tabla periódica. Esbozaba el proceso según el cual los neutrones y protones colisionaban, se aglomeraban y eran reconfigurados para formar, primero, hidrógeno pesado (un neutrón más un protón) y luego tritio (dos neutrones más un protón). En el siguiente paso, cuando uno de los neutrones del núcleo de tritio se descomponía en un protón y un electrón escapaba, el núcleo de tritio resultaba transformado en un isótopo de helio llamado helio-3. Añadir otro neutrón al helio-3 producía el isótopo helio-4.
Era lo mismo que en la alquimia: En el ylem, una sustancia era transformada en otra. Desde entonces las elaboraciones de otros investigadores han revelado que los acontecimientos descritos por Gamow y Alpher se produjeron dentro de los primeros minutos de la expansión cósmica. Los procesos esbozados por ellos produjeron la abundancia de hidrógeno y helio que constituye un noventa y nueve por ciento de toda la materia del universo.
Gamow explicó también la distribución que puede observarse de las masas en el espacio. Durante el primer millón de años, dijo, la radiación gobernó el universo. Por aquel entonces se había formado suficiente materia para que se volviera predominante, y unos 240 millones de años más tarde grandes expansiones de gas empezaron a coagularse. La masa de es tas nubes de gas, calculó, era más o menos equivalente a la de las galaxias de hoy.
Por otra parte, las investigaciones de Gamow sobre la evolución de las estrellas tiene su punto de partida en el el modelo de Hans Bethe. Tanto el calor como la radiación que las estrellas emiten se genera en sus respectivos núcleos (reacciones termonucleares), y ello se produce a través del consumo del «combustible» de cada una de ellas. Una vez que el respectivo combustible de las estrellas se va agotando, éstas a su vez se van enfriando. Gamow también desarrolló una teoría sobre la estructura interna de las estrellas gigantes rojos . Pero en general, las aportaciones de Gamow en investigaciones y teorías se centran en la sustentación del modelo del Big Bang.
La teoría del Big Bang formula que el universo nació de una gran «explosión» hace miles de millones de año, y que su actual estructura es un resultado de ello al igual que su expansión. Esta idea tuvo un empecinado impugnador en el destacado físico astrónomo inglés Fred Hoyle, quien la refutó hasta su muerta, acaecida el 20 de agosto del 2001 a la edad de 86 años. Hoyle, sosteniéndose en una de las debilidades que mostraba la hipótesis de Gamow sobre el tiempo que había transcurrido desde los inicios del universo en relación con expansión observada, esgrimió una hipótesis competidora llamada del estado estacionario (Steady State), apoyada por dos colegas de origen austriaco, Thomas Gold y Hermann Bondi. El trío propuso que el universo no había tenido un principio definido sino que era infinito, tanto temporal como espacialmente. Durante un programa de radio en la BBC, introdujo la teoría de estado estacionario y acuñó la pegadiza expresión «Big Bang» (Gran Explosión) para describir el modelo de sus rivales que lo consideraba estúpido y ridículo , bautizando así los dos lados de una disputa que proseguiría durante dos décadas. Sin embargo, desde entonces la gente ha pensado que ese nombre es el más apropiado para describir lo que significaba la teoría, aunque se dice que Gamow en ningún caso fue la fuente del «despectivo» nombre asignado por Hoyle .
Durante todo el transcurso de su carrera, la inclinación de Gamow hacia dar un toque ligero a todas las cosas le valió un considerable éxito en el mundo de los libros y, en el proceso, sacó su esotérica teoría fuera de su torre de marfil y la hizo penetrar en la conciencia pública. «La creación del universo», publicado en 1952, se convirtió en un best-seller. Creó su propio personaje, Mr Tompkins, un hombre absolutamente singular, con quien Gamow describía sus argumentos. Explicó, a través de la pluma, teorías complejas y difíciles de una manera simple y; solamente usó matemáticas, cuando era realmente esencial. Por ejemplo, en su obra «Tompkins en el país de las maravillas», en la cual explicó la teoría general de la relatividad, para los lectores no sólo fue libro de extensión cultural, si no que también de esparcimiento y gozo. En un poema dirigido a su esposa e insertado en ese libro, en el que describe la aversión de Fred Hoyle hacia sus propuestas, deja de manifiesto las habilidades literarias de Gamow.
GEORGE GAMOW Y EL ADN
En sus últimos años Gamow focalizó sus investigaciones y experimentos hacia la biología. Entre uno de sus aportes a esa disciplina, se encuentra la solución de los misterios del sistema de codificación del ADN. En 1954, propuso una importante teoría referente a la organización de la información genética en la célula viva. En ella, describía la posible estructura del ADN. Además, fue el primero en sugerir que los nucleótidos comportaban la información cifrada para la generación de proteínas.
Por otra parte, Gamow también previó que la relación entre la estructura del ADN y la síntesis de las proteínas configuraba un problema cuantitativo de análisis criptográfico. Gamow conjeturó que la meta para los científicos era aprender cómo una larga secuencia de 4 nucleótidos determina la asignación de las largas secuencias de proteínas integradas por 20 aminoácidos. Gamow publicó una cata en la revista Nature, en octubre de 1953, en la cual propuso la aplicación de una solución llamada el «código diamante», un traslapado triple código basado en la combinación de un esquema en el cual tres de cuatro nucleótidos predeterminarían al mismo tiempo la especificación de 20 aminoácidos. Se trataba de un código altamente restrictivo e hipotético, basado en el conocimiento que se tenía entonces sobre el comportamiento de los ácidos nucleicos y de las proteínas.
El esquema del código de Gamow despertó un gran entusiasmo entre los científicos. Para fomentar la comunicación y la camaradería, Gamow fundó el Club de la Corbata RNA (Tie Club RNA), formado por veinte destacados científicos que se abocarían al problema de la codificación, y cuyo número correspondía a los 20 aminoácidos. Claro está, que no todo fue estudio e investigación, también hubo reuniones de carácter eminentemente social. A cada miembro del club se le asignó el sobrenombre de uno de los aminoácidos, y todos se presentaban a las reuniones con un diagrama, ideado según especificaciones precisas dadas por Gamow, en la cabeza de un prendedor de corbata. Aunque geográficamente sus miembros estaban dispersos, el club de la corbata concertó a trabajar juntos a científicos físicos y biólogos en uno de los problemas de mayor desafío e importancia de la ciencia moderna.
A mediados de 1954, Gamow reconoció que su código diamante no era exacto; no obstante, tanto él como los otros miembros del club, continuaron deliberando sobre varios otros códigos elaborados por otros distintos investigadores. En verdad, la noción de un «código» como llave de transferencia de información no fue publicitado públicamente hasta finales de 1954, cuando Gamow, Martynas Ycas, y Alexander Rich publicaron un artículo el cual se definían, por primera vez, los caracteres del código, ya que anteriormente sólo habían sido superficialmente mencionados en una publicación efectuada por Watson y Crick, en el año 1953.
En el año 1956, Gamow recibió el premio Kalinga de la UNESCO por su difusión científica. Ese mismo año fue nombrado profesor en la Universidad de Colorado, donde permaneció hasta su muerte, acaecida el 19 de agosto de 1968. Se comenta que antes de que ello ocurriera dijo que "finalmente mi hígado está presentando la cuenta", resumiendo una vida de beber despreocupadamente, de comer, del buen humor, de deportes y de un amistoso e inusual egotismo. Su actitud respecto a la física era más que manifiesta, y se le reconocían sus cualidades investigativas para encontrar soluciones conceptualmente simples frente a una variable gama de problemas científicos.
Se había vuelto a casar, en 1958, con Barbara Perkins
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