Los proyectos astronómicos en los que México participa abren oportunidades a investigadores
Publicado en la Jornada Michoacán
9 de agosto de 2008
Los astros siempre han captado la imaginación del hombre. La grandiosidad que se adivina al contemplar el firmamento durante una noche estrellada hizo del cielo el lugar natural para ser habitado por los dioses. Quien haya visto un cometa, un eclipse, una lluvia de estrellas o una aurora boreal entenderá fácilmente ese sentimiento de admiración y sobrecogimiento que nos inspira la bóveda celeste. Por eso es que la astronomía es una ciencia tan atractiva. Para mí, contemplar el cielo me provoca tanta emoción como detenerme a ver Las Meninas de Velázquez o el David de Miguel Angel.
La ciencia, como todas las actividades humanas, hace uso de los sentidos. No podemos investigar lo que no podemos sentir o al menos representar. Para el médico medieval los virus y las bacterias eran desconocidos, pero sus efectos eran visibles. La explicación científica de las enfermedades hacía uso del equilibrio entre los cuatro humores hipocráticos (sangre, flema, bilis amarilla y negra). La aparición del microscopio a finales del siglo XVI hizo insostenible esta explicación. ¿Qué teorías de la ciencia moderna no serán descartadas en el futuro por la aparición de nuevas técnicas de observación? Pero si los sentidos son necesarios para investigar, entonces la ciencia tiene una componente subjetiva.
Frecuentemente el sujeto de la investigación científica es tan pequeño o tan tenue que para estudiarlo necesitamos ayuda mecánica para nuestros sentidos. Así construimos telescopios para observar lo muy grande y muy lejano, o microscopios para estudiar lo muy pequeño y muy cercano. Con los instrumentos apropiados, la investigación científica resulta una tarea viable. ¿Por qué entonces esa áurea de misterio a su alrededor? La ciencia tiene su lenguaje, y para profundizar en ella hay que saber su idioma. ¿Le parece a usted difícil el chino? ¡Pues hay más de mil millones de personas que lo hablan! Si no aprendió música, ¿qué le inspira una partitura? Si usted no supiera leer o no entendiera español, ¿qué le dirían estas líneas? Con los conocimientos apropiados, la ciencia se convierte en un arte; el arte de saber hacer las preguntas apropiadas. El saber responderlas es la técnica que permite culminar la obra artístico-científica.
La astronomía y el arte han permanecido ligados a lo largo de la historia. No me voy a referir aquí al séptimo arte, el cine, donde los más de 100 años de producción cinematográfica nos han deleitado desde El Viaje a la Luna, de Georges Méliès (1902) hasta la llegada de extraterrestres, monolitos, naves, galaxias y sus guerras a nuestros hogares. Históricamente, la doctrina pitagórica que floreció en el siglo VI antes de Cristo, cuyo símbolo era el pentagrama o estrella de cinco puntas, ha tenido una gran influencia en el arte. El número áureo 1.618… hoy llamado también número Phi, fue probablemente conocido por la escuela pitagórica, aplicado por Fidias en el siglo V antes de Cristo en el diseño de las esculturas del Partenón, Platón (siglo IV antes de Cristo) lo consideró la clave para entender la física del cosmos y Euclides (siglo IV antes de Cristo) lo utilizó precisamente para la construcción del pentagrama. En el siglo I antes de Cristo, Marco Vitruvio describió la regla o sección áurea en su obra De architectura, un tratado en el que se recoge la tradición clásica en arquitectura, pintura y escultura, de gran influencia durante el Renacimiento, como lo evidencia el célebre dibujo del Hombre de Vitruvio, de Leonardo da Vinci.
Pitágoras fundó en la Magna Grecia (sur de Italia) una escuela místico científica dedicada a la doctrina de la Armonía de las Esferas, un intento de vincular las matemáticas, la astronomía y la música usando relaciones geométricas (su símbolo era un pentagrama), y que tendría gran influencia en la cultura europea hasta nuestros días. Platón, Plinio, Ptolomeo, Cicerón, San Agustín, Shakespeare y otros muchos aluden frecuentemente a la Armonía de las Esferas. La música de las esferas (Musica Universalis) fue junto con la vocal y la instrumental una de las tres ramas de la música medieval. Influido por las ideas de Pitágoras, Kepler formuló sus leyes que describen el movimiento de los planetas, incluso representó la velocidad angular de cada planeta en un pentagrama musical. Newton y Einstein también escribieron piezas musicales inspiradas en la Armonía de las Esferas. Y también encontramos reminiscencias de la música de las esferas en La Creación de Haydn, Así Habló Zaratustra, de Strauss, La Consagración de la Primavera, de Stravinski, Los Planetas, de Holst, la música de Vangelis para la serie Cosmos, de Carl Sagan, o el reciente disco de Mike Oldfield que lleva por título precisamente Music of the Spheres.
Para los amantes de la astronomía esta relación con la música no nos extraña en absoluto. Contemplar por ejemplo el movimiento de Marte cuando parece desplazarse hacia adelante, luego pararse, retroceder, volverse a parar, y seguir otra vez hacia adelante sobre el fondo de estrellas, parece más una danza planetaria que una consecuencia de la Ley de la Gravedad. Grupos de galaxias como las del Quinteto de Stephan bailan y bailan alrededor de su centro de gravedad, e intuimos que en escalas de tiempo cósmicas se juntan, se rodean y se abrazan para luego volver a separarse, de la misma manera que intuimos el movimiento de la danza en las bailarinas de un cuadro de Degas. Y hablando de cuadros, ¿acaso los pintores no encuentran en la astronomía y en la física inspiración para sus obras? La Noche Estrellada, de Van Gogh o los relojes fláccidos de La Persistencia de la Memoria, de Dalí, que parecen la plasmación en un lienzo de la curvatura del espacio tiempo descrita en la Teoría de la Relatividad, de Einstein, son ejemplos de que los caminos de la ciencia y el arte están destinados a cruzarse una y otra vez.
Gemini Observatory Image/Travis Rector, University of Alaska Anchorage
Si la ciencia evoca el arte y el arte se inspira en la ciencia, la curvatura de los rayos de luz al pasar cerca de una masa grande parece un intento del mismo universo por crear belleza. Para ello se precisa que haya una alineación casi perfecta entre nosotros, la masa que va a actuar como lente gravitatoria, y un objeto situado detrás de esta lente. Estrellas e incluso planetas pueden actuar como lentes gravitatorios. Así se han podido descubrir algunos planetas extrasolares. Pero los casos más espectaculares se producen cuando una galaxia o un cúmulo de galaxias actúan como lentes y nos permiten observar varias imágenes de un mismo objeto. Con telescopios suficientemente grandes, los astrónomos vemos el universo como si estuviera plagado de calidoscopios.
Con las lentes gravitatorias se pueden estudiar otras cosas interesantes aparte de planetas extrasolares. A partir de los principios de la Teoría de la Relatividad podemos calcular qué masa tiene y cómo se distribuye en el objeto que actúa como lente. Así se ha comprobado la existencia de la misteriosa materia oscura que domina la masa en galaxias y cúmulos en una proporción cinco a uno sobre la masa normal o bariónica de la cual estamos formados los seres vivos, los planetas y las estrellas. La naturaleza de la materia oscura todavía es un misterio, pero conocer cómo se distribuye sirve para acotar sus propiedades físicas. Otra aplicación importante de las lentes gravitatorias es utilizarlas precisamente como lentes. Gracias a estos telescopios naturales es posible investigar objetos muy distantes y débiles que de otra manera serían inaccesibles a la observación, incluso con los instrumentos más potentes.
Por ejemplo, el efecto de lente gravitatoria en el cúmulo de galaxias SDSS J1004+4112, situado a 7 mil millones de años luz permite observar cinco imágenes de un cuásar (núcleo de galaxia muy brillante) situado a 10 mil millones de años luz. Una de estas imágenes es muy débil y está embebida en la galaxia brillante del centro, por lo que es difícil de apreciar. El efecto de lente amplifica el tamaño de la galaxia que contiene al cuásar, permitiendo estudiarla, al contrario de lo que ocurre normalmente con este tipo de objetos. En la exposición se puede observar otras galaxias distorsionadas por la lente, la más lejana a 12 mil millones de años luz.
ESA, NASA, K. Sharon (Tel Aviv University) and E. Ofek (Caltech)México también participa, junto con la Universidad de Massachusetts, en la construcción del Gran Telescopio Milimétrico (GTM) de 50 metros de diámetro, situado en Sierra Negra en el estado de Puebla; cuando esté finalizado, el GTM será también el mayor telescopio del mundo dedicado al estudio de ondas milimétricas, una importante región espectral situada entre el infrarrojo y el radio. El GTM empezará a funcionar también este año en su primera etapa como un telescopio de 30 metros.
También en Sierra Negra se sitúa HAWC (High Altitude Water Cherenkov), un instrumento resultado de la colaboración entre México y Estados Unidos, y que estará dedicado al estudio de rayos gamma de altas energías.
Otro gran proyecto astronómico en el que participa México es ALMA (Atacama Large Millimeter Array), una red de 64 radiotelescopios de 12 metros de diámetro en el desierto de Atacama en Chile. ALMA entrará en funcionamiento en 2012, y participan también Estados Unidos y varios países europeos.
Para el futuro, los astrónomos mexicanos queremos potenciar las excelentes condiciones del Observatorio Astronómico Nacional en la Sierra de San Pedro Mártir, Baja California, para situar en ese lugar telescopios ópticos e infrarrojos que permitan a las generaciones futuras de investigadores disponer de la infraestructura adecuada para estudiar el universo. También queremos dar continuidad aplicando y transmitiendo los conocimientos técnicos adquiridos con la participación en otros proyectos, de tal manera que esta experiencia en tecnología de punta acabe beneficiando a la sociedad mexicana.
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