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26 de febrero de 2007

Telescopio del Polo Sur ayudará a que sepamos de qué está hecho el Universo

Imagen: Jeff McMahon

Científicos que trabajan en el Telescopio del Polo Sur, realizaron una observación del planeta Júpiter, la tarde del día 16 de febrero del 2007 y exitosamente lograron obtener las primeras observaciones de prueba, o sea, la primera luz. La idea de los astrónomos pertenecientes a nueve instituciones científicas es descubrir uno de los más grandes misterios de la investigación cosmológica moderna: saber qué es la energía oscura, la energía dominante en el Universo.

"El telescopio, la cámara y la óptica están trabajando tal como fueron diseñados" señala el profesor John Carlstrom de la Universidad de Chicago y líder del equipo del SPT (South Pole Telescope - Telescopio del Polo Sur). "La primera luz con el SPT es un gran evento para el proyecto y es la conclusión de todo el trabajo realizado a lo largo del verano en la Estación del Polo Sur. Ahora seguirá el inicio de las observaciones cosmológicas" dijo Carlstrom.

El costo del SPT cercano a los $19,2 millones de dólares, fue financiado en forma primaria por la Fundación Nacional de Ciencias así como también por la Kavli Foundation, de Oxnard, California, y la Gordon y Betty Moore Foundation, de San Francisco, California, todas de los Estados Unidos.

El telescopio tiene una altura de 22,5 metros, un ancho de casi 10 metros y pesa 280 toneladas. Fue construido y probado en Kilgore, Texas, Estados Unidos, enviado por barco a Nueva Zelanda y de ahí al Polo Sur. Desde noviembre de 2006, el SPT ha estado bajo la orientación del encargado principal del proyecto Steve Padin, científico en astronomía y astrofísica de la Universidad de Chicago, Estados Unidos, el cual reensamblo y desplegó el telescopio. Como todo proyecto de construcción en el Polo Sur, requirió una enorme cadena logística en todo el mundo. Fue llevado a bordo de un avión LC-130 al polo sur, volando desde el aeropuerto de La Guardia en Nueva York.

El SPT está diseñado para realizar estudios sobre la misteriosa energía oscura. La solución a esta pregunta, determinará si lo que Einstein consideraba su mayor error, en realidad, pudría ser su mayor logro científico. Los astrofísicos piensan que el Universo se ha estado expandiendo desde la Big Bang (Gran Explosión) que habría ocurrido hace 14 mil millones de años, aproximadamente. Esto sugiere la idea de que la energía oscura empuja al Universo hacia afuera, al contrario de lo que hace la gravedad, la fuerza que atrae toda la materia en el Universo.

Stephen Meyer, profesor de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Chicago señala "Queremos saber qué es lo que hace que el Universo evolucione".

La primera luz es un evento fundamental para este telescopio. Es, literalmente, el momento en que la luz pasa a través de todas las partes del telescopio y lo vuelve operativo. La primera luz del SPT es también un hecho histórico porque ocurrió exactamente 50 años después de que un equipo de 18 hombres pasó el primer invierno en la historia en el Polo Sur como parte del 1956-57 IGY (International Geophysical Year - Año Geofísico Internacional).

Bajo la dirección del líder de científicos Paul Siple y del Teniente. John Tuck, un oficial naval, 18 hombres vivieron el primer invierno en el Polo Sur dentro de una estación construida por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. El 23 de enero de 1957, se realizó una ceremonia oficial para la Estación del Polo Sur se realizo en la Estación McMurdo con la proclama radial del entonces presidente de los Estados Unidos, Eisenhower. Siple, Tuck y otros 16 miembros fueron los primeros en ser testigos del amanecer y el atardecer del Polo Sur, eventos que están separados, en la Antártida, por un lapso de 6 meses de oscuridad total y frío inimaginable. Durante el invierno, la temperatura en la Estación cayó hasta -74,5 grados C, el 18 de septiembre de 1957, la temperatura más fría reportada en la Tierra, en esa fecha.

Siple escribió, en esa fecha, "Sentimos que hemos sido enviados en cohetes a otro planeta. Estamos en un lugar sin vida y sin parecido a nuestro mundo. Aunque tenemos ciertas comodidades, no escapamos a nuestro aislamiento. Estamos cara a cara con la naturaleza y nuestras vidas pueden ser eliminadas en materia de minutos. Cada día encontramos nuevos problemas y retos que resolver. Y todo lo que realizamos, en cierta medida, es un fragmento difícil del programa científico mundial Año Geofísico Internacional". Esto fue escrito en sus memorias, llamadas "Viviendo en el Polo".

Estos hombres dejaron un legado científico que continua dentro del siglo XXI, cuando la Fundación Nacional de Ciencias se prepara para inaugurar la tercera estación permanente en el Polo Sur y la ceremonia de apertura se realizó hoy, para el cuarto año polar internacional 2007-2008, una campaña científica global que involucrará a más de 60 naciones.

Los astrónomos que trabajan en el Polo Sur toman ventaja de sus excelentes condiciones de observación. La atmósfera fría y seca arriba del Polo Sur permitirá al SPT detectar más fácilmente la CMB (Radiación Cósmica de Fondo en Microondas), que es el resplandor dejado por la Big Bang., con interferencia mínima por el vapor de agua. En el espectro electromagnético, la CMB cae entre las ondas de radio y la parte visible. La CMB es bastante uniforme, pero contiene pequeñas ondulaciones que reflejan variaciones en densidad y temperatura. Estas ondulaciones serían las huellas de las semillas que, por atracción gravitacional, habrían dado lugar a las galaxias y a los cúmulos de galaxias visibles para los astrónomos, en el cielo actual. El SPT es el primer proyecto científico que estudiará estas pequeñas variaciones en la CMB para determinar si la energía oscura pudo afectar la formación de los cúmulos de galaxias, luchando contra la gravedad, al menos hace unos pocos miles de millones de años. "Nuestra galaxia, la Vía Láctea, está en uno de estos cúmulos. Estos cúmulos de galaxias pueden cambiar con el paso del tiempo" explica Meyer.

La CMB permite a los astrónomos acercarse a la infancia del Universo, cuando tenía apenas 400.000 años de edad. En ese entonces, aún no había estrellas o galaxias. Si la energía oscura cambió la forma en que el Universo se expandió, debió de haber dejado "huellas" a lo largo del camino que forzó a las galaxias a separarse. Causas diferentes podrían producir un patrón diferente en la formación de los cúmulos de galaxias, se reflejaría como una distorsión en la CMB.

De acuerdo a esta idea, la energía oscura podría ser la constante cosmológica de Einstein, una fuerza constante de la naturaleza que funciona siempre y en todos los lugares. Einstein introdujo la constante cosmológica en su Teoría General de la Relatividad para acomodar a un Universo estacionario, que era la idea dominante en ese entonces. Si la idea de Einstein es correcta, los científicos podrían encontrar que la energía oscura tendría mucha menos influencia en el Universo hace 5 mil millones de años a la que tiene en la actualidad.

Carlstrom señala "Los cúmulos no estaban presentes en el Universo temprano, les tomó tiempo desarrollarse. Otra versión de la teoría de la energía oscura, denominada Quintaesencia, sugiere una fuerza que varía con el tiempo y el espacio. Algunos científicos sugieren que no toda la energía es oscura, que la gravedad podría verse alterada (disminuida) a escalas galácticas extensas"

En este punto, cuando la energía oscura es importante, el SPT usará el llamado fenómeno del efecto Sunyaev-Zeldovich. Este efecto distorsiona la CMB cuando pasa a través de un gas caliente en los cúmulos de galaxias. Cuando las microondas interactúan con el gas de estos cúmulos, algunas de las microondas son golpeadas y alcanzan frecuencias más altas.

El SPT medirá las diferencias asociadas con el cambio de frecuencia y producirá una imagen del gas en el cúmulo. El SPT podrá escanear grandes regiones del cielo en forma rápida. Los científicos esperan detectar miles o aun cientos de miles de cúmulos de galaxias dentro de pocos años.

(saa)

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http://www-news.uchicago.edu/