La cámara que transformará nuestra comprensión del universo. / cosmos

Hay un misterio en el corazón de la física. Hace dos décadas, en 1998, los cosmólogos descubrieron que el universo no solo se está expandiendo, un descubrimiento de principios del siglo XX, sino que la velocidad a la que se está expandiendo es cada vez más rápida..

Eso no es lo que esperaban encontrar, pero tenía cierto sentido. Si la expansión del universo se está acelerando, tiene que haber una causa; sin saber exactamente qué era eso, los físicos lo llamaron "energía oscura". En teoría, la energía oscura interactúa a través de la gravedad, se distribuye de manera homogénea a través del universo y no es particularmente densa. Si sumas todas las fuerzas que conforman el universo, representaría el 68.3 por ciento de la materia y la energía..

Cuenta para la energía oscura, y ciertas teorías de la física comienzan a hacer clic. Ayuda a explicar la tasa de rotación de las galaxias y revela una edad más sensible del universo: sin energía oscura, los científicos descubrieron que supuestamente algunas estrellas eran más antiguas que el universo en general. Pero casi 20 años después de este descubrimiento, los físicos todavía saben un poco al respecto. Para aprender más, científicos de docenas de instituciones en 23 países han estado trabajando juntos para crear el Gran Telescopio de Encuesta Sinóptica, una cámara digital gigante que tiene el poder de captar la luz de varios miles de millones de galaxias débiles, millones de años luz de distancia..

"Todos los telescopios existentes con cámaras fueron construidos antes del descubrimiento de la energía oscura", dijo Paul O'Connor, científico principal del Laboratorio Nacional Brookhaven. "Esperamos que el LSST haga un mapa del cielo entero y descubra dónde se ha escondido toda la materia oscura". O'Connor ha estado trabajando en los sensores de la cámara del proyecto durante más de diez años, y en el festival Total Eclipse de Atlas Obscura el domingo. explicó cómo el telescopio, cuando entra en funcionamiento en una montaña de Chile, podría transformar nuestra comprensión fundamental del universo..

Durante milenios, científicos y académicos han estado observando el cielo nocturno y grabando sus impresiones con la mejor tecnología disponible. A partir del siglo XIX, * con el advenimiento de la fotografía, los astrónomos comenzaron a tomar fotografías de las estrellas y otros fenómenos celestes; en 1851, un daguerrotipista, Johann Julius Berkowski, tomó la primera foto de un eclipse solar. En la década de 1920, Edwin Hubble utilizó el telescopio más grande del mundo para establecer que las nebulosas espirales eran galaxias enteras, millones de años luz de distancia de la nuestra. La comprensión humana del espacio cambió; vimos por primera vez la extensión del espacio vacío, "salpicado por estos conjuntos de estrellas en forma de disco, cientos de miles de millones de estrellas, que son las galaxias", como lo expresa O'Connor.

En la década de 1970, los científicos de Bell Labs crearon una tecnología que usaba un "dispositivo de carga acoplada" para capturar luces como imágenes digitales. En 1981, el astrofotógrafo Jim Gunn usó una cámara CCD para crear una imagen de 500 por 500 píxeles de un tenue grupo de estrellas. Llamó a esa cámara un "dispositivo casi perfecto". Esta misma tecnología, refinada, es lo que inició la revolución en las cámaras de uso y nos ha proporcionado las asombrosas imágenes del universo capturadas por el Telescopio Hubble y otros instrumentos. Hoy en día, hay docenas de telescopios enormes, con cámaras CCD de primera categoría. La pregunta para el equipo que construye el LSST, dice O'Connor, es: "¿Por qué nos tomamos la molestia de construir otro?" ¿Qué hará el LSST para que las cámaras existentes no lo hagan??

Si miras al cielo en una noche oscura, puedes ver 2.500 estrellas con tus ojos humanos. La LSST vería mil millones de estrellas, dijo O'Connor este fin de semana, y esas estrellas serían superadas en número por galaxias distantes, tres a uno. El campo de visión de la cámara es de diez grados cuadrados, aproximadamente del tamaño de una moneda de diez centavos, sostenida hacia el cielo. "Cada fotografía que tomamos de ese tamaño del cielo nos da otro millón de galaxias", dijo O'Connor..

Uno de los trabajos de la LSST es estudiar tantas galaxias en una región del cielo lo más amplia posible..

Cuando el LSST entre en funcionamiento, que está programado para 2020, pasará una década explorando el cielo, una y otra vez. Durante aproximadamente 3,000 noches, el instrumento escaneará y capturará cada parche de cielo mil veces. "Realmente vamos a hacer una película del universo", dijo O'Connor. El LSST fue diseñado especialmente para hacer esto posible: tiene un campo de visión relativamente amplio, puede escanear cada pequeña sección del cielo rápidamente y puede mirar a lo más profundo del universo, para capturar las galaxias más lejanas y lejanas.

Con la información recopilada, los cosmólogos esperan comenzar a comprender mejor la energía oscura, la fuerza que está causando que las galaxias distantes se alejen de nosotros a un ritmo cada vez mayor. Esta línea de investigación tiene el potencial de transformar el campo de la física. "La aceleración del universo es, junto con la materia oscura, el fenómeno observado que demuestra más directamente que nuestras teorías de las partículas fundamentales y la gravedad son incompletas o incorrectas", escribió la Fuerza de Tarea de Energía Oscura en 2006. Al observar estas galaxias lejanas y al comprender más sobre cómo se mueven, los científicos pueden descubrir verdades fundamentales sobre la naturaleza del tiempo, el espacio, la materia y las fuerzas que mantienen unido a nuestro mundo, que hasta ahora han escapado a nuestra comprensión..

Esa es la razón por la que están construyendo el LSST. Una de las razones, al menos.

*Corrección: Una versión anterior de esta historia dio el siglo equivocado para el advenimiento de la fotografía. La primera fotografía fue tomada a principios del siglo XIX, no en el siglo XVIII..