Una de las certezas más abrumadoras que guardan los cosmólogos, científicos empeñados en responder las preguntas más trascendentales sobre el Universo, como su origen y evolución, tiene que ver con su expansión. Ellos saben, a ciencia cierta, que esto ocurre, pero, contra lo esperado, de manera cada vez más rápida.
La razón por la cual este conocimiento resulta tan desconcertante radica en que aún no se conocen las causas de la que ha sido denominada ‘expansión acelerada del Universo’, y que se manifiesta en el hecho de que las galaxias estén cada vez más lejos las unas de las otras. Hasta el momento, la explicación más satisfactoria ha sido proponer la presencia de la energía oscura, una sustancia misteriosa que permea todo el Universo –constituye el 70 por ciento de todo lo que existe–, separando cada vez más rápido las galaxias. Algunos físicos la describen como una especie de gravedad repulsiva que, en lugar de atraer, ‘empuja’ las galaxias unas lejos de las otras.
Para entender la energía oscura, la mejor alternativa es estudiar a las mismas galaxias. “Antes se pensaba que el Universo estaba estático. Pero esto cambió hace cien años gracias a las observaciones de Edwin Hubble, quien descubrió la expansión del Universo. Luego se creía que esta expansión debería ser cada vez más lenta. Pero en 1998, equipos de astrónomos descubrieron que esta se estaba acelerando, lo cual aún no logramos descifrar. Es algo tan desconcertante y contraintuitivo como lanzarle una bola de básquetbol a alguien y que esta, en lugar de caer, empiece a subir”, explica el cosmólogo Jaime Forero.
Forero, bogotano de 36 años, es uno de los investigadores del proyecto Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (Desi, por sus iniciales en inglés), que será, desde su puesta en marcha en 2019, el telescopio de siguiente generación dedicado al estudio de esta misteriosa sustancia. Desi analizará decenas de millones de galaxias y se espera que al final entregue el mejor atlas tridimensional del Universo.
Forero es físico con estudios de pregrado en la Universidad Nacional de Colombia y el Instituto Balseiro, de Argentina. Además, cuenta con títulos de maestría y doctorado de la Escuela Normal Superior de París y de Lyon, en Francia. Actualmente se desempeña como profesor del Departamento de Física y miembro del grupo de investigación en astronomía de la Universidad de los Andes.
¿Qué tipo de telescopio será Desi?
Será un telescopio ubicado en Kitt Peak, Arizona, observatorio que existe hace 60 años. Allí está siendo modificado un telescopio de 4 metros de diámetro con nuevos instrumentos. Este tendrá acoplados 5.000 pequeños robots, cada uno capaz de mover una fibra óptica, que permitirán capturar la luz de las galaxias, descomponerla en el espectro y conocer la distancia a la que estas se encuentran.
El telescopio tendrá 10 espectrógrafos diferentes, con los que observaremos diferentes longitudes de onda, desde la luz visible hasta el infrarrojo cercano.
¿Qué resultado aspiran a tener al final del experimento?
Actualmente se conocen cientos de millones de galaxias en el Universo, pero de esas solo sabemos la posición precisa de unos dos millones. Con Desi conoceremos la ubicación exacta de 50 millones de galaxias, lo cual significa un salto tecnológico muy importante, pues será el 10 por ciento del total que actualmente se han observado de una u otra forma.
¿Cómo se verá este mapa?
Será un atlas tridimensional hecho de puntos, cada uno de los cuales será una galaxia. Al final tendremos una cartografía de las galaxias en el Universo y de su distribución en forma de filamentos, en lo que conocemos con el nombre técnico de red cósmica. Cuantificaremos esa red en todo el detalle posible, lo cual nos permitirá saber en qué tipo de universo vivimos, cuál ha sido su evolución; y de esta manera obtendremos más detalles sobre la energía oscura.
¿Por qué es importante estudiar a las galaxias?
Lo que nosotros hacemos es una especie de arqueología cósmica, porque para medir la expansión del Universo necesitamos ver el pasado, y para eso estudiamos galaxias que están muy lejos.
El objetivo ahora es poder estudiar objetos cada vez más distantes y así poder ver cada vez más lejos en el tiempo. Si pensamos en el Universo como una persona de 60 años, podemos decir que solo conocemos en detalle lo que ha ocurrido en los últimos cinco años; gracias a Desi sabremos lo que ha ocurrido desde que esta persona tenía 20 años.
¿Cuál es su rol en la investigación?
He sido investigador con Desi desde 2014. El experimento tiene dos fases: la primera, en la que nos encontramos ahora, es de diseño y montaje. Luego, entre 2019 y 2024, viene la toma de datos. En esta primera fase, mi papel es hacer las simulaciones de todo lo que va a pasar durante el experimento; esto es, simular universos, galaxias, al telescopio mismo, la luz que llegará a él, e incluso simular cómo se va a extraer toda esta información. De hecho, la cantidad de datos será una de las más grandes nunca antes recogidas en astronomía, por lo que tendremos que diseñar un software especial que ayude a procesarlos.
Desi es una gran colaboración internacional, ¿cuántas personas la integran?
Hay alrededor de 600 participantes, de 30 países. Solamente el grupo de las simulaciones está a cargo de unas 20 personas. Al final, toda la información estará abierta al público en general y podremos decir que en esos cinco años tendremos el experimento número uno en el mundo para tratar de entender qué es la energía oscura.
¿Qué diferencia tendrá este proyecto con el Dark Energy Survey (DES), uno de los experimentos sobre energía oscura más avanzados del presente?
La gran diferencia con el DES es que este no conoce de manera precisa las distancias a las que están las galaxias. No sabe con precisión si están delante o detrás las unas de las otras. Desi tendrá mejor información sobre las distancias, lo que permitirá construir un mapa tridimensional del Universo.
Ya existen mapas del Universo, pero son más pequeños y con muchos menos detalles. Para dar una idea: los mejores mapas 3D que hay ahora se tardaron cinco años en obtener sus datos. Desi hará lo mismo en dos meses. Imagínese lo que logrará en cinco años.
Desi contará con seis lentes de 1,1 metros de diámetro, cada uno de los cuales tiene un precio aproximado de un millón de dólares. Estos espejos contarán con un recubrimiento antirreflectante para mejorar su transparencia.
Los científicos del Desi esperan que su proyecto empiece a mapear el cielo a partir de septiembre del 2019. Al finalizar el proyecto, en el 2024, esperan conocer las ubicaciones exactas de 50 millones de galaxias.
Unos 600 participantes, de más de 30 países y 50 institutos, serán parte de esta iniciativa. Solo el grupo de las simulaciones, al cual pertenece el científico colombiano Jaime Forero, está a cargo de unas 20 personas.
NICOLÁS BUSTAMANTE HERNÁNDEZ
Redactor de EL TIEMPO
Twitter: @nicolasb23
