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Cosmólogos de la Universidad de California en Riverside utilizaron una serie de herramientas y una nueva técnica para calcular cuánta materia hay en el universo.

 

Para calcularla, los científicos primero contaron la materia en una sola galaxia observando cómo órbita las galaxias vecinas, y luego escalaron la cantidad para todo el universo. 

El equipo descubrió que la materia constituye el 31% del universo, el resto es energía oscura, una "forma desconocida de energía" que los científicos aún no entienden.

Según los autores del estudio, de ese 31%, el 80% lo constituye la materia oscura, una sustancia que solo se detecta a través de sus interacciones gravitacionales con otra materia. La cantidad de materia conocida —el gas, el polvo, las estrellas, las galaxias y los planetas— constituye solo el 20%.

Determinar exactamente cuánta materia hay en el universo no es una tarea fácil, explicaron los cosmólogos, al indicar que depende tanto de las observaciones como de las simulaciones.

"Hemos tenido éxito en hacer una de las medidas más precisas jamás hechas usando la técnica de cúmulos de galaxias", afirmó la coautora Gillian Wilson.

Este fue el primer uso de la técnica de la órbita de las galaxias, que implica determinar la cantidad de materia en una sola galaxia mirando cómo orbita otras galaxias. 

Como parte de su medición, el equipo comparó sus resultados con otras predicciones y simulaciones para obtener una cifra que "parecía perfecta".

"Un mayor porcentaje de materia daría como resultado más cúmulos", explicó el autor principal, Mohamed Abdullah.

"Pero es difícil medir la masa de cualquier cúmulo de galaxias con precisión porque la mayor parte de la materia es oscura y no podemos verla con telescopios", agregó.

La materia oscura es una sustancia relativamente desconocida que se cree que es el pegamento gravitacional que mantiene las galaxias juntas. Los cálculos muestran que muchas galaxias se separarían en lugar de rotar si no se mantuvieran unidas por una gran cantidad de materia oscura. Nunca ha sido observada directamente y solo puede ser vista a través de su interacción gravitacional con otras formas de materia. 

Para superar esta dificultad, los astrónomos desarrollaron GalWeight, una herramienta cosmológica para medir la masa de un cúmulo de galaxias usando las órbitas de sus galaxias miembros.

Con ayuda de esta herramienta, los investigadores crearon un catálogo de cúmulos de galaxias. Finalmente, compararon el número de cúmulos en su nuevo catálogo con simulaciones para determinar la cantidad total de materia en el universo. 

"Una gran ventaja de usar nuestra técnica de órbita de galaxias GalWeight fue que nuestro equipo pudo determinar una masa para cada cúmulo individualmente en lugar de depender de métodos estadísticos más indirectos", reveló el tercer coautor, Anatoli Klipin.

04:05 GMT 30.09.2020URL corto

Los hallazgos se han publicado en el Astrophysical Journal. 

Treinta años del Hubble, el espía del universo

El telescopio fue desplegado en el espacio hace hoy 30 años. Desde entonces ha dado más de 170.000 vueltas a la Tierra y ha generado 150 terabytes de información que han permitido la publicación de 18.000 artículos científicos con hallazgos que van desde la formación de estrellas y galaxias hasta la edad del universo pasando por los agujeros negros.

 

Ocurrió hace 30 años. El miércoles 25 de abril de 1990, el transbordador Discovery flotaba en medio del espacio a 590 kilómetros de altura. En ese momento, los astronautas Shriver, Bolden, Hawley, McCandless II y Sullivan culminaron la gesta: dejar allí, desplegado y orbitando, el aparato que llevaban en la nave, el primer observatorio espacial de la historia, un armatoste de 13 metros de longitud, cuatro de diámetro y 11.000 kilos. El ojo con que el ser humano vería el universo como jamás lo había visto. El Hubble.

Desde que fuera desplegado, el Hubble, que viaja a 28.000 kilómetros por hora, ha dado más de 170.000 vueltas alrededor de la Tierra. "El telescopio ha transformado la visión que la humanidad tenía sobre el universo y sobre nuestro lugar en él", asegura a Público la directora científica de este proyecto de la NASA, Jennifer Wiseman. La revolución que ha provocado el Hubble es de la misma magnitud que cuando Galileo alzó su telescopio al cielo en 1610.

Estar ubicado allá arriba, libre de las distorsiones de la atmósfera terrestre, hace del Hubble un poderoso e incansable espía del cosmos: "El telescopio", prosigue la astrofísica de la NASA en Washington, "genera alrededor de 10 terabytes de nuevos datos cada año. El archivo total es actualmente de más de 150 terabytes, que proceden de las más de 1,3 millones de observaciones realizadas".

Con todo ese arsenal, los astrónomos que utilizan los datos del Hubble han publicado más de 18.000 artículos científicos, una cifra que lo convierte "en uno de los instrumentos científicos más productivos que jamás hayan sido construidos", celebra Wiseman.

El Discovery había despegado un día antes, a las 8.33 de la mañana del 24 de abril, de la base de la NASA en Merritt Island, Florida. Ese vuelo espacial no era un reto más de la agencia norteamericana, sino que materializaba un sueño casi de ciencia ficción que los científicos habían albergado durante varias décadas.

Cuando el Hubble fue puesto en órbita, Wiseman era una estudiante de astronomía en la Universidad de Harvard. "Mis investigaciones de entonces estaban relacionadas con radiotelescopios terrestres pero todos los estudiantes estábamos muy entusiasmados por tener ese nuevo observatorio, que nos daría una visión del espacio mucho más nítida", recuerda.

"Yo estaba muy intrigada", continúa Wiseman, "no sólo por qué hallazgos y resultados obtendría el Hubble sino también por cómo la NASA había podido usar las habilidades de los astrónomos, físicos, ingenieros, informáticos y astronautas para sacar adelante este telescopio, ponerlo en el espacio y hacer ciencia. Nunca había pensado que una cosa así pudiera siquiera llegar a ser posible".

 

1946, el punto de partida

 

Pero hicieron falta muchos años y muchos tropiezos para que el Hubble fuera un éxito. El inicio negro sobre blanco de esta historia fue un artículo publicado en 1946 por el astrofísico Lyman Spitzer, de la Universidad de Yale. En su trabajo, Spitzer introdujo la idea de un gran telescopio espacial en un momento en el que ni siquiera se había puesto ningún satélite en órbita. En 1958, un año después de que los rusos lanzaran su Sputnik, Estados Unidos decidió meterse de lleno en la carrera especial y creó la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio, la NASA.

No fue hasta 1974 cuando la agencia creó el primer grupo de trabajo dedicado a un gran telescopio espacial. A partir de ahí todo fue más rápido: en 1977 el Congreso norteamericano aprobó la primera dotación presupuestaria para el proyecto y en 1979 comenzaron los programas de entrenamiento de astronautas para esas misiones espaciales.

Fue en 1983 cuando se bautizó a este gran telescopio espacial como Hubble en honor al astrónomo Edwin Hubble (1889-1953). En un artículo de 1929 que ya es historia de la ciencia, había descrito que existía una relación entre la distancia entre unas galaxias de otras y la velocidad a la que se alejaban entre ellas. Dicha relación se denomina desde entonces la constante de Hubble y fue la primera manifestación fehaciente de la expansión del universo que habría nacido, por lo tanto, de una gran explosión: el Big Bang.

Pero los años 80 avanzaban y los retrasos se amontonaban. A pesar de esto, el proyecto seguía barajando como fecha de lanzamiento marzo de 1986 hasta que el 28 de enero de ese año la lanzadera especial Challenger explotó poco después de despegar. Murieron todos sus tripulantes. El lanzamiento del Hubble se suspendió. Finalmente, y tras una pausa de cuatro años, en abril de 1990 el Discovery puso al Hubble en órbita. Al fin una buena noticia. Menos de un mes después, el 20 de mayo, se obtuvo su primera imagen. Según la NASA, se demostraba que éstas "eran aproximadamente un 50% más nítidas que las tomadas desde observatorios terrestres". Otra buena noticia...

...Y no hubo una tercera seguida. El 27 de junio, la NASA anunció con bochorno que el espejo primario del Hubble adolecía de una imperfección que emborronaba las imágenes que tomaba del cosmos. En concreto, la curvatura del espejo se desviaba 2 micrones, es decir, la cincuenteava parte del grosor de un cabello humano. La distancia que separaba el éxito del fracaso. La prensa se cebó con la NASA. Un medio llegó a titular: La desgracia de los mil millones de dólares.

Aun así, el 1 de octubre de 1990 se publicó el primer artículo científico a partir de una imagen del Hubble. El artículo de Tod Lauer, investigador del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica en Tucson, Arizona, describió observaciones "en el entorno de un supuesto agujero negro en el núcleo de la galaxia NGC 7457", según recoge la página web de la NASA.

Pero había que arreglar el defecto óptico y sólo había una manera de hacerlo: montándose en una nave y subiendo hasta allí arriba. La NASA organizó la primera de las cinco misiones de reparaciones realizadas en estos 30 años, y el 3 de diciembre de 1993 la lanzadera Endeavour despegó hacia el Hubble. La misión duró once días. Un mes después, el 13 de enero de 1994, la agencia americana anunció que la nueva óptica instalada había corregido el problema. El niño tenía gafas nuevas. Se acabaron las malas notas.

 

Una imagen: la Hubble Ultra Deep Field

 

A partir de ahí los hallazgos se amontonaron. El primero de gran relevancia quizás fue el realizado el 25 de mayo de 1994, cuando el Hubble confirmó la existencia de agujeros negros supermasivos. Otro de ellos ocurrió el 15 de enero de 1996, cuando la NASA publicó la imagen del Campo Profundo del Hubble, la más profunda y detallada vista del universo hasta ese momento. La imagen contiene al menos 1.500 galaxias en varias etapas de desarrollo.

Una imagen que recuerda a ésta fue la generada por el Hubble con exposiciones tomadas entre 2002 y 2012. La NASA tituló la fotografía Hubble Ultra Deep Field. Es la preferida de Wiseman. "Se tomó apuntando a una zona donde no se recibía luz de las estrellas cercanas y así estuvo, registrando el espacio durante días y días. La imagen resultante mostró miles de puntos luminosos, cada uno de los cuales es una galaxia con miles de millones de estrellas. Miro esa imagen y me siento fascinada", confiesa. "Ahora entendemos cuán rico es el universo; el Hubble nos ha mostrado imágenes con miles de galaxias distantes y hay indicios de que hay cientos de miles de millones de galaxias. Y nos ha mostrado también que el universo ha estado activo y cambiante durante el curso del tiempo", dice Wiseman.

La astrofísica de la NASA recuerda cómo "las imágenes de esos fenómenos lejanísimos son viajes en el tiempo porque la luz de una galaxia captada por el Hubble ha tenido que recorrer el espacio hasta llegar al telescopio. Con el Hubble estamos viendo galaxias de hace miles de millones de años luz, es decir, que están mucho más cerca en el tiempo del inicio del universo que nosotros".

Wiseman dice que el Hubble se está usando "para cosas para las que ni siquiera fue soñado, como estudiar la naturaleza de galaxias muy lejanas o para investigar planetas de nuestra galaxia que giran alrededor de otras estrellas, los llamados exoplanetas, que ni siquiera se conocían cuando se lanzó el Hubble". "También hemos usado el telescopio para analizar el efecto de fenómenos muy misteriosos como la materia oscura y la energía oscura, un fenómeno misterioso relacionado con la expansión del universo cuya existencia ayudó a confirmar Hubble", explica.

Estos 30 años de observaciones y descubrimientos han sido posibles por las cinco misiones espaciales al telescopio, en las que la NASA envió a astronautas a bordo de lanzaderas hasta el Hubble para colocar nuevos instrumentos de medición o reparar equipos in situ. Las imágenes de los astronautas colgados del Hubble en medio de la oscura inmensidad del cosmos parecen sacadas del cine de ciencia ficción.

"Estas misiones han sido absolutamente decisivas para el éxito del Hubble. La primera reparó la óptica del telescopio y el resto ha servido para arreglar o reemplazar baterías, la electrónica e incluso para colocar nuevos instrumentos de medición más avanzados que los que había originalmente en el observatorio", recuerda Wiseman."La última misión fue en 2009 y fue un éxito maravilloso. El Hubble está en muy buena forma y ahora recibimos de él incluso más información y de más calidad que nunca antes en sus 30 años de vida".

 

En compañía del James Webb en esta década

 

El Hubble aún tiene cuerda para rato. "El telescopio está en un estado excelente", dice Wiseman, que calcula que si no hubiera ninguna misión más en el futuro, podría aún estar operando durante toda esta década. Esto supondrá que el Hubble observe el cosmos junto a su media naranja espacial: el telescopio James Webb que prepara la NASA y cuyo lanzamiento está previsto (si la pandemia de la covid-19 lo permite) para 2021.

El James Webb, al contrario que el Hubble, no estará en un lugar donde los astronautas puedan ir para repararlo. Será enviado a 1,5 millones de kilómetros, en uno de los llamados puntos de Lagrange. Se trata de zonas en las que debido al peso ejercido por cuerpos cercanos la gravedad se anula, de manera que todo lo que llega hasta allí, allí se queda atrapado, como sucede con las corrientes del mar cuando la basura se acumula.

"El James Webb es otro tipo de observatorio espacial y complementará al Hubble. El Webb está pensado sobre todo para captar luz infrarroja, mientras que el Hubble trabaja con la luz visible y la ultravioleta. Los dos se complementarán y, con ellos operando al mismo tiempo, podremos aprender más que nunca", se entusiasma Wiseman.

Así que se avecinan de nuevo años de descubrimientos y de hallazgos de fenómenos que puede que ni siquiera los científicos intuyan hoy. La magnitud y complejidad de lo descubierto en estos treinta años de vida del Hubble son tan inmensas que desafían el sentido común de la mente humana. Pero, cuando un astrofísico contempla las imágenes del espacio captadas por el Hubble, ¿ve orden o caos ahí fuera? "Veo un hermoso orden y mucho dinamismo", dice Wiseman, "porque la actividad que se ve, ya sea la formación de galaxias o de estrellas o la visión de los misteriosos agujeros negros, está gobernada por las leyes de la física". "La actividad del universo puede ser vista como caótica", concluye, "pero sigue sus propias leyes. Y es hermosa. Hay armonía".

Imagen del centro galáctico tomada por el telescopio VLT en Atacama (Chile). FRANCISCO NOGUERAS LARA ESO

Hace alrededor de 1.000 millones de años hubo un estallido extremadamente violento de formación de estrellas en el centro de la Vía Láctea. Al contrario de lo que los científicos esperaban hasta ahora, la formación de las estrellas en el centro no ha sido continua a lo largo de la vida de la Vía Láctea, sino más bien abrupta y con grandes pausas. El estallido ocurrió tras miles de millones de años de tranquilidad y originó más de 100.000 supernovas. Estas explosiones corresponden al final de la vida de una estrella muy masiva. Los astrónomos pueden, por lo tanto, concluir que hubo un nacimiento muy abundante de astros de todo tipo, entre ellos muchos de gran masa, que tuvieron una corta existencia y acabaron con este tipo de explosiones.

El proyecto Galacticnucleus, liderado por Rainer Schödel, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y segundo autor del estudio que se publica este jueves en Nature Astronomy, es el que ha ofrecido tales conclusiones sobre la historia de nuestra galaxia. “Gracias a nuestro catálogo de estrellas tan detallado y los datos recopilados, podemos entender la propia galaxia que habitamos. Este nuevo hallazgo es uno de los mayores resultados y tan solo una piedra de un mosaico para desvelar la historia del universo”, explica el experto.

Una de las grandes metas de los astrónomos, cuando obtuvieron el catálogo el pasado mes de octubre, era entender la formación de aquellas estrellas y han alcanzado su objetivo. El universo tiene más de 13.000 millones de años. El 80% de las estrellas en el centro de la Vía Láctea se formaron desde aquel pasado remoto, entre el nacimiento del universo y hasta hace 8.000 millones de años. El estudio, cuyo autor principal es Francisco Nogueras Lara, investigador del IAA, revela que este periodo de formación inicial fue seguido por unos 6.000 millones de años de descanso durante el cual apenas nacieron estrellas.

Esta etapa que los científicos llaman “estéril” fue interrumpida por un episodio cuyas condiciones son comparables a las de las galaxias starbust (estallidos de estrellas) que muestran un ritmo de más de cien masas solares por año, muy superior a la tasa actual de la Vía Láctea, que no supera las dos. “Fue uno de los momentos más violentos de la historia de la galaxia. Normalmente, cada 100 años, hay una explosión de una supernova en toda la galaxia. En este caso la misma energía se liberó solo en el núcleo, es decir, en una décima parte”, asevera Schödel. En ese tipo de fenómenos, las estrellas que nacen, con una masa combinada de varias decenas de millones de soles, tienen una vida breve y explotan. Queman su combustible y su hidrógeno nuclear demasiado rápido en comparación con las estrellas más pequeñas. 

Los investigadores han estudiado más de tres millones de estrellas cubriendo un área correspondiente a más de 60.000 años luz cuadrados gracias a la cámara infrarroja del telescopio VLT (Very Large Telescope) en el desierto de Atacama (Chile). Una de las hipótesis que proponen para explicar este acontecimiento, que ocurrió hace relativamente poco en términos astronómicos, es que una galaxia enana se haya cruzado en el plano galáctico y por lo tanto perturbado el sistema. “Pero es difícil saberlo. Por ahora solo podemos hacer especulaciones”, previene el científico. 

David Galadí Enríquez, astrofísico del Observatorio de Calar Alto (Almería) que ya había seguido la evolución del proyecto cuando consiguieron el catálogo, compara la historia de la astronomía con la de la geología. “Lo que demuestra este estudio es que, en los dos casos, es cuestión de combinación entre gradualismo y catastrofismo. La historia se basa en una continuidad [formación de estrellas en el disco galáctico de manera sostenible] perturbada por episodios brutales sorprendentes como este, con picos de actividad impresionantes”, concluye.

 

Por AGATHE CORTES

17 DIC 2019 - 04:13 COT

Revisan la constante de Hubble; el universo es 2 mil millones de años más joven de lo que se estimaba

Una nueva técnica de distancia cósmica ha ofrecido un valor de la constante de Hubble diferente "algo más alto que el valor estándar", lo que hace que el universo sea 2 mil millones de años más joven.

Tamara Davis, de la Universidad de Queensalnd, explicó en la revista Science que las técnicas involucradas para alcanzar esta estimación son valiosas, porque pueden "ayudar a determinar si se necesita una nueva física para explicar la discrepancia (constante de Hubble), o si deberíamos buscar más detenidamente posibles errores sistemáticos en una o más mediciones".

Desde que apareció, el universo se ha expandido a un ritmo descrito por la constante de Hubble (H0). Sin embargo, este valor es objeto de controversia. Alrededor del año 2000, los astrofísicos habían alcanzado el valor de consenso de aproximadamente 70 +/- 5 km/s/Mpc, pero hace poco, también se sugirieron estimaciones a ambos lados de ese valor.

"Esta discrepancia es difícil de explicar por cualquier error sistemático que se haya propuesto", admitió Davis. Los astrofísicos preguntan si deben invocar una nueva física para explicar la discrepancia, y las nuevas mediciones independientes de H0 son útiles para abordar las preguntas relacionadas.

Investigadores de Estados Unidos, Alemania, Países Bajos, Taiwán y Japón estudiaron la luz de galaxias distantes que coinciden directamente detrás de las más cercanas. El campo gravitacional de la galaxia de primer plano distorsiona la luz de la del fondo, doblándola por medio de múltiples caminos con diferentes longitudes.

Esta fuerte lente gravitacional también causa retrasos de tiempo entre las múltiples imágenes. Cualquier variación en el brillo de la fuente de fondo será visible en algunas partes de la lente gravitacional antes que en otras.

Diámetro angular

La medición de este retraso y las propiedades de las estrellas dentro de la galaxia con lente se pueden combinar para determinar el tamaño de la galaxia con lente, lo que a su vez permite medir la distancia del diámetro angular a la lente.

Los investigadores aplicaron esta técnica para medir la distancia del diámetro angular a dos sistemas de lentes gravitacionales y los usó como puntos de referencia para recalibrar una medición existente de H0, que reportan como 82 +/- 8 km/s/Mpc. En ese supuesto, la edad del universo se rebajaría unos 2 mil millones de años sobre los 13 mil 700 millones de años del valor de consenso.

Hallazgo de galaxias masivas antiguas desafía los modelos del universo

Astrónomos utilizaron el poder combinado de múltiples observatorios para descubrir un tesoro de galaxias masivas antiguas.

Se trata del primer hallazgo múltiple con tal abundancia de estas galaxias, que desafía los modelos actuales del universo.

También están íntimamente conectadas con agujeros negros supermasivos y la distribución de materia oscura, según publican en Nature.

 

El Hubble dio acceso sin precedente al universo nunca visto, pero incluso él no puede llegar a algunas de las piezas más fundamentales del rompecabezas cósmico. Los astrónomos del Instituto de Astronomía de la Universidad de Tokio querían ver algunas cosas que durante mucho tiempo sospecharon que podrían estar allí, pero que el telescopio no podía mostrar. Nuevas generaciones de observatorios astronómicos finalmente revelaron lo que buscaban.

"Es la primera vez que se confirma una población tan grande de galaxias masivas en los primeros 2 mil millones de años de la vida del universo, de 13 mil 700 millones de años. Éstos eran antes invisibles para nosotros. Este hallazgo contraviene los modelos actuales para ese periodo de evolución cósmica y ayuda a agregar algunos detalles que faltaban", sostuvo el investigador Tao Wang.

Luz muy tenue

Pero, ¿cómo puede ser invisible algo tan grande como una galaxia? “La luz de estas galaxias es muy tenue, con largas longitudes de onda invisibles para el ojo humano e indetectables para Hubble. Así que recurrimos al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ideal para ver estos elementos”, explicó el profesor Kotaro Kohno.

A pesar de que estas galaxias fueron las más grandes de su tiempo, su luz no sólo es débil, sino también se extiende debido a su inmensa distancia. A medida que el universo se expande, la luz que pasa se estira, por lo que la visible se alarga y se convierte en infrarroja. La cantidad de estiramiento permite a los astrónomos calcular a qué distancia está algo, lo que también indica hace cuánto tiempo fue emitida la luz que se observa.

“Fue difícil convencer a nuestros colegas de que las galaxias eran tan antiguas como sospechábamos. Nuestras teorías iniciales sobre su existencia provenían de los datos infrarrojos del telescopio Spitzer, pero ALMA reveló detalles en longitudes de onda submilimétricas, la mejor longitud de onda para mirar a través del polvo presente en el universo primitivo. Aun así, tomó más datos del imaginativamente llamado Telescopio muy Grande en Chile para demostrar realmente que estábamos viendo grandes masas de antiguas galaxias donde no se habían observado”, agregó Wang.

Cuerpos celestes cubiertos de polvo

Otra razón por la que estas galaxias parecen tan débiles es que las más grandes, incluso en la actualidad, tienden a estar cubiertas de polvo, lo que las oscurece más que a sus hermanos galácticos más pequeños.

"Cuanto más masiva es una galaxia, más lo es el agujero negro supermasivo en su corazón. Por tanto, el estudio de esos cuerpos y su desarrollo también dirá más sobre la evolución de los primeros. Asimismo, están íntimamente relacionadas con la distribución de materia oscura invisible, lo que tiene que ver en la configuración de su estructura y distribución. Los investigadores necesitarán actualizar sus teorías", precisó Kohno.

Lo que también es interesante es cómo estas 39 galaxias son diferentes a la nuestra. "Por un lado, el cielo nocturno parecería mucho más majestuoso. La mayor densidad de estrellas significa que habría muchas más cercanas al parecer más grandes y brillantes. Pero a la inversa, la gran cantidad de polvo significa que las más lejanas serían mucho menos visibles, por lo que el fondo de estos brillantes astros cercanos podría ser un gran vacío oscuro", sostuvo Wang.

Martes, 16 Abril 2019 06:29

Hacer lo visible

Hacer lo visible

La primera fotografía de la sombra de un agujero negro es uno de los logros más impactantes de la ciencia en lo que va del siglo XXI. Es la materialización de un sueño largamente acariciado por numerosas personas y grupos científicos en el mundo. Muestra la fuerza de la razón humana al lograr evidenciar lo imaginado, hacer visible lo invisible.

México tuvo una participación muy relevante en el proyecto que hizo posible integrar una imagen a partir de señales obtenidas en la franja milimétrica del espectro electromagnético (muy alejada del espectro visible y dentro de las ondas de radio) provenientes del centro de una galaxia conocida como M87, localizada a 55 millones de años luz de distancia de la Tierra dentro del cúmulo de galaxias de Virgo.


La participación de la ciencia mexicana en esta hazaña no fue marginal. Empleando el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM), ubicado en la Sierra Negra de Puebla, a más de 4 mil 600 metros sobre el nivel del mar, una docena de investigadores de diferentes instituciones nacionales, entre ellas el Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica y la Universidad Nacional Autónoma de México, contribuyeron con la obtención de datos y su análisis, la construcción de la imagen, su verificación independiente y la coordinación de los manuscritos publicados el miércoles pasado en la revista Astrophysical Journal Letters.


El GTM es uno de los ocho radiotelescopios del proyecto multinacional Telescopio del Horizonte de Eventos, que reunió a más de 200 científicos del planeta. Se trata de un gran logro de la ciencia mundial, a la vez de un gran triunfo de la ciencia mexicana que hay que celebrar.


Seguí la transmisión de la conferencia de prensa realizada ese día en México desde el auditorio Eugenio Méndez Docurro del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, y luego las realizadas en Estados Unidos por la National Science Foundation, en España por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, al igual que la realizada por los científicos del radiotelescopio ALMA, en Chile. Y aunque la primera fue para mí por muchas razones la más significativa, todas ellas me provocaron una emoción muy difícil de describir al ser partícipe de un acontecimiento histórico y ver proyectada en las respectivas pantallas la primera fotografía de un hoyo negro. Además de la emoción por este suceso hay tres reflexiones que me interesa compartir.


En primer lugar, que la imagen obtenida es una muestra del poder de la razón científica, pues confirma la predicción hecha por Albert Einstein en 1915 en su teoría de la relatividad general que explica el desplazamiento de cuerpos en el universo en un entramado formado por el espacio y el tiempo, el cual se deforma por la presencia de objetos masivos. Las ecuaciones de esta teoría fueron resueltas en 1916 por el físico alemán Karl Schwarzschild, quien sugirió además la existencia de una singularidad: cuerpos relativamente pequeños con una gran masa, a los que luego se conocería como agujeros negros, cuya atracción gravitacional es tan grande que nada puede escapar a ellos, ni siquiera la luz. Estas predicciones se confirmaron o están por confirmarse plenamente con la imagen presentada al mundo el pasado 10 de abril.
Un aspecto inquietante para mí es la reconstrucción de la imagen. Se trata de señales recogidas por ocho radiotelescopios. Los datos recabados se reúnen y se sincronizan mediante relojes atómicos. Luego mediante procedimientos matemáticos y el empleo de algoritmos, millones de datos son transformados en una imagen que cobra sentido para el ojo humano. Se podría pensar que una fotografía construida de este modo es algo sumamente indirecto, que no nos dice realmente cómo es el objeto al que nos estamos refiriendo. Pero de algún modo tranquiliza pensar que así es como funciona la visión en los humanos, pues señales electromagnéticas en la franja del espectro visible son transformadas en señales eléctricas y químicas que llegan al cerebro, donde se integra lo que conocemos como percepción visual, lo que vemos.
Finalmente, quiero referirme a la pregunta que reiteradamente aparece sobre cuál es la utilidad de contar con un fotografía de un agujero negro. No me voy a detener en los innegables beneficios que se derivarán de la tecnología creada en la realización de este proyecto. Pero creo que hay pocas cosas comparables con la emoción que provoca en los investigadores un descubrimiento científico, me atrevo a afirmar que es una adicción mayor a la que produce cualquier droga. Un disfrute incomparable que en este caso se comparte al mundo. Los agujeros negros permiten entender la evolución de las galaxias, pero, además, cada nuevo avance en el conocimiento del universo nos ayuda a responder algunas de las preguntas más relevantes para nuestra especie sobre qué somos y cuáles son nuestros orígenes y destino.

Trump da inicio a una guerra de las galaxias

El objetivo de la Casa Blanca, que ya ha solicitado al Congreso que destine un total de 8000 millones de dólares a lo largo de los próximos años para llevar adelante el proyecto, es que estas nuevas tropas estén operativas en 2020.

El Departamento de Defensa de Estados Unidos presentó ayer su recomendación para la creación de una nueva rama de las Fuerzas Armadas cuya misión será garantizar el dominio estadounidense en el espacio, una medida que aún debe contar con el visto bueno del Congreso.

En el documento de 15 páginas enviado al Capitolio, el Pentágono detalla las medidas a seguir para establecer la llamada Fuerza Espacial, que de convertirse en una realidad sería la sexta rama de las Fuerzas Armadas estadounidenses, al mismo nivel que los Ejércitos de Aire y Tierra, la Armada, la Infantería de Marina y la Guardia Costera.

El objetivo de la Casa Blanca, que ya ha solicitado al Congreso que destine un total de 8.000 millones de dólares a lo largo de los próximos años para sacar adelante el proyecto, es que estas nuevas tropas están operativas en 2020. Para ello, la propuesta contempla, en primer lugar, la creación del Comando del Espacio, que será en última instancia el aparato responsable de este nuevo ejército.

A continuación, aboga por el comienzo de las tareas de formación de soldados de carrera, procedentes de las otras ramas del ejército y que serán “entrenados, promocionados y mantenidos como profesionales de la guerra espacial”, se explica en el documento enviado al Capitolio.

Además, el Pentágono recomienda la creación de una Agencia Espacial, cuya función será trabajar en la investigación e innovación necesarias para poder llevar a cabo la misión de defender los intereses estadounidenses en el espacio.

Por último, sugiere la creación de un cargo civil específico, el subsecretario de Defensa para el Espacio, cuya función será la de coordinar los tiempos y los objetivos inherentes a la creación de la Fuerza Espacial.

“Ha llegado el momento de establecer una Fuerza Espacial. Este documento establece los pasos exactos a tomar para crearla”, declaró ayer el vicepresidente de Estados Unidos, Mike Pence, durante la presentación del documento en un acto en la sede del Departamento de Defensa.

“Ha llegado el momento de escribir el próximo gran capítulo de la historia de nuestras fuerzas armadas, de prepararse para el próximo campo de batalla adonde se convocar a los mejores y más valientes estadounidenses para disuadir y vencer una nueva generación de amenazas a nuestra gente, a nuestra nación”, dijo Pence en un discurso en el Pentágono.

Pence justificó la medida en el hecho de que “lo que un día era un lugar pacífico y sin competencia, hoy se ha convertido en uno concurrido y reñido”, y no dudó en nombrar a los cuatro principales adversarios del país en este ámbito: China, Rusia, Corea del Norte e Irán.

El vicepresidente citó como ejemplo la destrucción por parte de China de uno de sus propios satélites con un misil lanzado desde la Tierra en 2007 o los actuales esfuerzos del Kremlin para desarrollar un láser capaz de inutilizar aparatos en la estratósfera.

En este sentido, el político respetó el guión marcado por el propio presidente de Estados Unidos, Donald Trump, cuando, al ordenar la creación de este nuevo ejército hace dos meses, señaló a Pekín y Moscú como los principales rivales a batir en este nuevo campo de batalla.

El anuncio de la nueva Fuerza Espacial había sido formulado por el presidente, Donald Trump, el 18 de junio. “Tendremos la Fuerza Aérea, y tendremos la Fuerza Espacial. Separadas pero iguales”, añadió en un encuentro del Consejo Nacional Espacial. Actualmente, muchos de los proyectos relacionados con el espacio se realizan en la órbita de la Fuerza Aérea. Trump dijo entonces que su Administración está deseosa de enviar nuevamente astronautas a la Luna –algo que ya respaldó mediante una orden firmada este año– y también que su Gobierno apoya la floreciente industria espacial privada.

A pesar de la controversia surgida sobre la creación de una nueva rama de las Fuerzas Armadas, debido a que numerosas voces consideran que supondrá una nueva traba burocrática para llevar a cabo una misión de la que ya se encarga el Ejército del Aire, Pence defendió encarecidamente su necesidad.

“Otras Administraciones descuidaron la seguridad en el espacio, pero el presidente Trump ha dejado claro que es un escenario tan importante como lo puedan ser la tierra, el aire o el mar. Debemos prepararnos para este nuevo campo de batalla”, dijo Pence.

Por su parte, el secretario de Defensa de Estados Unidos, James Mattis, destacó la importancia que tiene hoy en día el espacio para la defensa de intereses vitales del país. “Lo que alguna vez fue un lugar pacífico y sin competencia es ahora un lugar poblado y confrontativo. El espacio se está convirtiendo en un dominio reñido y tenemos que adaptarnos a esta situación. Tenemos que prepararnos para mantener nuestra capacidad de disuasión”, sostuvo el secretario. Poco después del discurso de Pence, Trump tuiteó: “Fuerza Espacial en camino!”

Siendo la capacidad satelital del país una de las claves de su defensa, Pence se mostró tajante al concluir: “La paz llega sólo a través de la fuerza”, añadió. “En el dominio del espacio exterior, Estados Unidos será esa fuerza en los años por venir”, afirmó.

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Stephen Hawking lanza un proyecto de búsqueda de vida extraterrestre

LONDRES.- El físico británico Stephen Hawking presentó hoy en la institución científica Royal Society de Londres un ambicioso proyecto para encontrar en la Vía Láctea y otras cien galaxias cercanas señales de vida extraterrestre en los próximos diez años.

El científico se ha asociado con el multimillonario ruso Yuri Milner para lanzar el programa Breakthrough Initiatives (Iniciativas innovadoras), que destinará 100 millones de dólares (92 millones de euros) durante la próxima década para la búsqueda de vida inteligente fuera de nuestro planeta. "Es el momento de comprometerse con la búsqueda de vida fuera de la tierra", afirmó Hawking.

"Estoy hoy aquí porque creo en la importancia de este proyecto", manifestó el científico en la presentación de la iniciativa. "En algún lugar del cosmos, la vida inteligente podría fijarse en este proyecto", subrayó.

Milner, un empresario que hizo su fortuna invirtiendo en empresas tecnológicas, afirmó por su parte que aprovechará "la tecnología de Silicon Valley", en Estados Unidos, donde están ubicadas las mayores empresas tecnológicas del mundo, para "explorar el cielo en busca de señales de vida".

El multimillonario añadió que en el proyecto, presentado en la célebre institución científica británica, "investigarán toda la Vía Láctea y alrededor de cien galaxias cercanas" y "aplicarán tecnologías de última generación, utilizando los mejores telescopios del mundo".

"La tecnología actual nos da una oportunidad real de responder a una de las mayores incógnitas de la humanidad. ¿Estamos solos?", apuntó el empresario.

Científicos detectan universo paralelo de materia oscura

Docenas de colisiones cósmicas entre cúmulos de galaxias han arrojado luz muy necesaria sobre la materia oscura, misteriosa sustancia que forma la mayor parte del universo, pero que es invisible para los telescopios.


Científicos creen poder eliminar algunas de las teorías más exóticas acerca de esta materia luego de estudiar 72 colisiones entre cúmulos, cada uno de los cuales contiene hasta mil galaxias, que han chocado a una velocidad de mil kilómetros por segundo a lo largo de 100 millones de años.


Los resultados de un estudio parecen confirmar que la materia oscura forma un universo paralelo invisible, compuesto de subpartículas atómicas que no interactúan con la materia visible de las estrellas y planetas.


No hemos mostrado que sea alguna cosa, pero hemos descartado muchas otras que podría ser, comentó Richard Massey, astrónomo de la Universidad de Durham, uno de los investigadores participantes en el estudio, publicado en la revista Science.
Hemos mostrado que la materia oscura interactúa incluso menos de lo que se pensaba. Esto descarta varios tipos de partículas que se habían propuesto. Aún quedan varios candidatos viables, así que el juego no ha terminado, pero nos acercamos a una respuesta, dijo el doctor Massey.


Reflejo

Teorías anteriores habían sugerido que la materia oscura es una especie de defecto cuántico que apareció luego del Big Bang, o que es una forma extrañamente modificada de la gravedad. Sin embargo, los hallazgos sugieren que es otro tipo de partícula subatómica, que posiblemente forma un universo paralelo de supersimetría lleno de materia supersimétrica que se comporta con una imagen de espejo de la materia ordinaria, pero invisible.


Sabemos que existe. Intento medir las propiedades que tiene. Si la supersimetría existe, tal vez quiere decir que cada partícula de materia tiene una imagen de espejo supersimétrica, señaló Massey. Podría significar que hay muchos tipos diferentes de materia oscura. Añade mucho sabor y carácter a la materia oscura; la hace más interesante.


El estudio se basó en observar colisiones a cientos de miles de años luz de distancia, las cuales revelaron que la materia oscura interactúa muy poco, incluso consigo misma.


Mientras el Gran Colisionador de Hadrones del laboratorio nuclear Cern de Ginebra mide las colisiones entre partículas subatómicas en la Tierra, el telescopio espacial Hubble y el observatorio espacial de rayos X Chandra pueden observar colisiones mucho más grandes en el espacio, añadió.


El Cern hace chocar fragmentos de protones entre sí para ver de qué están hechos, pero no puede hacer chocar pedazos de materia oscura. Podemos echar una ojeada al universo para ver dónde ocurren esos choques, y estudiar cómo esos grandes colisionadores de partículas en el espacio hacen chocar la materia oscura.


Aunque la materia oscura es invisible, se puede detectar mediante las distorsiones gravitacionales que produce sobre la luz estelar, que se registran en mapas. Esos mapas tridimensionales ya han revelado que actúa como un andamio invisible alrededor del cual se acumula la materia ordinaria.


Los astrónomos lograron superimponer mapas de materia oscura en imágenes de 72 colisiones de cúmulos de galaxias, observadas desde varias direcciones en el espacio, para ver cómo se comportaba durante los choques. Esto les permitió estudiar las distintas etapas de varias colisiones para construir una imagen móvil en el tiempo.


Las galaxias están formadas de tres ingredientes: estrellas, nubes remolineantes de gas y materia oscura. Durante las colisiones, las estrellas casi siempre se pasan de largo. Son puntitos de materia separados por vastos espacios vacíos, explica Masset. "A la inversa, las nubes de gas se estrellan unas con otras y se paran, como un gigantesco choque de autos. La materia oscura se comporta de algún modo entre esos dos extremos, y su trayectoria al salir de una colisión revela sus propiedades. Ahora... podemos empezar a armar la película completa y entender mejor."


La materia oscura no se desaceleró en forma medible cuando la materia ordinaria de las estrellas y galaxias chocó en una conocida colisión de galaxias llamada Cúmulo Bala.


"Esta falta de interacción con nuestro mundo sugiere que la materia oscura podría ser una de las partículas supersimétricas hipotéticas... Si la teoría es correcta, debería haber al menos un tipo de pareja supersimétrica de todos los diferentes tipos de partículas que conocemos."

The Independent
Traducción: Jorge Anaya