{"id":76514,"date":"2003-03-01T00:00:00","date_gmt":"2003-03-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2003\/03\/01\/las-luces-del-pasado\/"},"modified":"2014-06-30T14:14:17","modified_gmt":"2014-06-30T17:14:17","slug":"las-luces-del-pasado","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/las-luces-del-pasado\/","title":{"rendered":"Las luces del pasado"},"content":{"rendered":"

\"\"ACE \/ BEAST<\/span>En febrero pasado, dos proyectos divulgados casi simult\u00e1neamente dejaron un poco m\u00e1s claro el origen y el futuro del Universo. Por eso ahora se puede afirmarlo: tiene una edad bastante cercana a los 13.700 millones de a\u00f1os, y un destino definido: expandirse por siempre. El d\u00eda 11 de febrero, la Nasa -agencia espacial estadounidense-, difundi\u00f3 los datos de su sat\u00e9lite Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), lanzado en junio de 2001 a un costo de 45 millones de d\u00f3lares. Pero antes, un grupo que trabaj\u00f3 en paralelo -integrado por investigadores del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe, sigla en portugu\u00e9s), de la Universidad Federal de Itajub\u00e1 (Unifei), de tres instituciones de investigaci\u00f3n estadounidenses y de dos universidades italianas- logr\u00f3 poner en el aire sus propias conclusiones, que se encuentran desde el d\u00eda 3 en el astro-ph, un espacio en Internet hacia el que los cient\u00edficos env\u00edan resultados in\u00e9ditos cuando no desean esperar que se realicen los tr\u00e1mites habituales de una revista cient\u00edfica.<\/p>\n

Mientras que el equipo del que participaron los brasile\u00f1os celebr\u00f3 la primicia de la publicaci\u00f3n de los resultados, pese a que con un trabajo de menor porte menor que el de la Nasa, los expertos en cosmolog\u00eda se alegraron con la posibilidad de contar con bases de datos complementarias, ambas construidas con la misma materia prima: la llamada radiaci\u00f3n c\u00f3smica de fondo en microondas, un tipo de radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica producida en los momentos iniciales del Universo. El estudio coordinado por la Nasa y llevado a cabo conjuntamente con cinco universidades estadounidenses es m\u00e1s abarcador: registr\u00f3 las sutiles variaciones de temperatura que corresponden a la radiaci\u00f3n de fondo en todo el cielo y en cinco frecuencias de microondas. El otro proyecto, llamado Advanced Cosmic Explorer (ACE), se concentr\u00f3 en una \u00e1rea equivalente al 4% de la esfera celeste, que incluye una parte de nuestra galaxia, la V\u00eda L\u00e1ctea, analizada hace dos a\u00f1os en tan solo dos franjas de frecuencia por medio del radiotelescopio Background Emission Anisotropy Scanning Telecope (Beast). Pero el Beast muestra una visi\u00f3n m\u00e1s precisa de las regiones del cielo en las frecuencias que observ\u00f3, en las cuales tiene una resoluci\u00f3n de imagen alrededor un 50% mejor que la del sat\u00e9lite de la Nasa.<\/p>\n

Cada uno a su manera -el sat\u00e9lite ubicado a 1,6 millones de kil\u00f3metros de la Tierra, y el radiotelescopio a 4 mil metros de altitud, en la cima de una monta\u00f1a situada en el oeste de Estados Unidos-, los dos aparatos midieron las variaciones de la temperatura de la radiaci\u00f3n c\u00f3smica de fondo, con oscilaciones de millon\u00e9simas en torno al valor promedio, que es de 2,73 Kelvin, un poco arriba del cero absoluto, -273 \u00b0C \u00f3 0 Kelvin. De esa manera, muestran c\u00f3mo era el Universo hace 13 mil millones de a\u00f1os, poco despu\u00e9s de haberse formado. Como en dicho tiempo las estructuras del Universo -al igual que las de los planetas y las galaxias- a\u00fan no se hab\u00edan formado, la arquitectura original era muy diferente de la actual.<\/p>\n

Es como si los f\u00edsicos resolvieran descubrir cu\u00e1ntos simpatizantes fueron a un partido de f\u00fatbol al d\u00eda siguiente del juego, examinando los desechos dejados en la tribuna -all\u00ed donde hubiera m\u00e1s latas de refrescos, por ejemplo, probablemente habr\u00eda habido m\u00e1s gente. Comienza ahora la reconstituci\u00f3n del escenario original, hecha con base en la distribuci\u00f3n de la radiaci\u00f3n de fondo, emitida 380.000 a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang, la explosi\u00f3n que habr\u00eda dado origen al Universo -en esos tiempos, cuando la temperatura era de alrededor de 3.000 \u00b0C, solamente los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno y helio, los elementos qu\u00edmicos m\u00e1s simples, podr\u00edan existir.<\/p>\n

Para los astrof\u00edsicos, las primeras conclusiones que emergen de los dos relevamientos tienen casi el valor de un regalo de Navidad que llega un poco atrasado. Uno de los puntos esclarecidos especialmente por el equipo ligado a la Nasa, que se encuentra en un estadio m\u00e1s avanzado de an\u00e1lisis de los resultados obtenidos, es precisamente la edad del Universo, antes estimada en entre 8 y 20 mil millones de a\u00f1os. Ahora, lo m\u00e1s acertado es suponerla en alrededor de 13.700 millones de a\u00f1os, con un margen de error de tan solo un 1%, una tolerancia bastante peque\u00f1a frente al 20% anterior.<\/p>\n

El an\u00e1lisis de la radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica que viaj\u00f3 13 mil millones de a\u00f1os a la velocidad de la luz hasta llegar a la Tierra conlleva otra conclusi\u00f3n importante: las primeras estrellas empezaron a brillar solamente 200 millones de a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang, mucho antes de lo que lo astrof\u00edsicos imaginaban. Se puede tambi\u00e9n definir mejor la composici\u00f3n del Universo. La mayor parte de \u00e9ste (un 73%) est\u00e1 compuesta de la llamada energ\u00eda oscura, que nadie sabe a\u00fan qu\u00e9 es; un 23% es la materia oscura fr\u00eda, igualmente misteriosa. En tanto, la materia conocida, hecha de \u00e1tomos, que forman las mol\u00e9culas, los seres vivos, los planetas y las galaxias, no supera el 4%, una participaci\u00f3n modesta a punto tal de ser caracterizada como impureza.<\/p>\n

Qued\u00f3 claramente registrada tambi\u00e9n la velocidad de expansi\u00f3n del Universo en 71 kil\u00f3metros por segundo por megaparsec (un parsec equivale en kil\u00f3metros al n\u00famero 3 seguido de 13 ceros). De una manera un poco m\u00e1s concreta, dos puntos separados por un mill\u00f3n de a\u00f1os luz (un a\u00f1o luz equivale a 9,5 billones de kil\u00f3metros) se separan a una velocidad de 21,8 kil\u00f3metros por segundo.El propio destino del Universo parece estar ahora claro: se expandir\u00e1 por siempre, aunque no se descarta definitivamente la posibilidad de que pueda contraerse en un futuro. La perspectiva de expansi\u00f3n continua sugiere escenarios chocantes, sobre los cuales los f\u00edsicos ya han hecho algunos c\u00e1lculos. En 1040 (el n\u00famero 1 seguido de 40 ceros) a\u00f1os, la materia (planetas y galaxias) se desintegrar\u00eda, como si fuese un hielo convirti\u00e9ndose en gas, y en 10100 a\u00f1os, hasta los agujeros negros se evaporar\u00edan, resultando en una sopa c\u00f3smica -no calcinante, como la del Big Bang, sino helada.<\/p>\n

La radiaci\u00f3n c\u00f3smica de fondo, tenida como una especie de f\u00f3sil celeste, fue descubierta accidentalmente en 1965 por el alem\u00e1n naturalizado estadounidense Arno Penzias y por el estadounidense Robert Wilson, dos f\u00edsicos que trabajaban en los laboratorios de Bell Telephone, de Estados Unidos. Ese hallazgo les rindi\u00f3 el Premio Nobel de F\u00edsica en 1978. Pero el primer mapa de las fluctuaciones de la radiaci\u00f3n de fondo asociadas a las estructuras originales del Universo reci\u00e9n sali\u00f3 en 1992, por medio del sat\u00e9lite Cosmic Background Explorer (Cobe), lanzado por la Nasa tres a\u00f1os antes. “El Cobe \u00fanicamente registraba las variaciones de temperatura en grandes \u00e1reas del cielo, probablemente relacionadas con el origen de superaglomerados de galaxias”, afirma Thyrso Villela Neto, investigador del Inpe y uno de los coordinadores del proyecto ACE. “Ahora tenemos una visi\u00f3n m\u00e1s realista del inicio del Universo y de c\u00f3mo eran las cosas cuando \u00e9ste se form\u00f3”. Actualmente se conocen estructuras mucho menores, que posiblemente fueron el punto de partida para la formaci\u00f3n de las galaxias.<\/p>\n

Una visi\u00f3n detallada
\n<\/strong>Lo que permiti\u00f3 esa minuciosidad fue el avance en el poder de definici\u00f3n de los telescopios, la llamada resoluci\u00f3n angular -la capacidad de distinguir dos objetos cercanos entre s\u00ed. Al optar por un mapa menor, empero lo m\u00e1s detallado posible, el equipo que trabaj\u00f3 con el telescopio Beast hizo de la resoluci\u00f3n angular una de sus diferencias significativas con relaci\u00f3n al sat\u00e9lite de la Nasa. “Para mejorar la resoluci\u00f3n angular de un telescopio con relaci\u00f3n a otro que observa en la misma franja de frecuencias, se debe principalmente aumentar el di\u00e1metro de su espejo o la superficie colectora de radiaci\u00f3n”, explica Villela.<\/p>\n

El Beast, que cuenta con un espejo de captaci\u00f3n de radiaci\u00f3n de 2,2 metros de di\u00e1metro, distingue dos objetos a una distancia angular de 23 minutos de arco (un minuto de arco corresponde geom\u00e9tricamente a 1\/ 60 de grado) en la frecuencia de 40 gigahertz (un hertz es la unidad de medida de frecuencia, que equivale a un ciclo por segundo). En ese misma rango, el WMAP, con un espejo de 1,6 metros de di\u00e1metro, solamente informar\u00e1 si hay dos y no un objeto si ambos se encontrasen separados a 32 minutos de arco uno al respecto del otro. “El radiotelescopio funciona como un sofisticado receptor de radio”, observa el f\u00edsico Newton Figueiredo, de la Universidad Federal de Itajub\u00e1. “Pero, en vez de seleccionar una emisora, sintoniza una franja de microondas”. Con las ondas captadas, los investigadores construyen un mapa del cielo en la franja de microondas, representando en amarillo o rojo las regiones de temperatura m\u00e1s alta, y en azul las m\u00e1s fr\u00edas. Luego preparan un gr\u00e1fico conocido como espectro depotencia, que presenta una l\u00ednea continua, y en el cual las curvas suben y bajan. El trazado final se asemeja a un electrocardiograma, el estudio que registra las corrientes el\u00e9ctricas del coraz\u00f3n.<\/p>\n

Figueiredo proyect\u00f3 el sistema \u00f3ptico del Beast. Al disponer el foco -el punto en el cual convergen las ondas- fuera del eje principal del espejo, logr\u00f3 reducir las interferencias de las se\u00f1ales que llegaban a los ocho receptores de microondas que se encuentran en el plano focal del espejo del telescopio. El Beast, instalado al inicio de 2001 en el punto m\u00e1s alto de la White Mountain, en el l\u00edmite de los estados de California y Nevada, barri\u00f3 el cielo por primera vez entre julio y diciembre de 2001. El a\u00f1o pasado se efectuaron otras dos semanas de observaciones en febrero, y tambi\u00e9n una temporada m\u00e1s larga, de agosto a octubre.<\/p>\n

Filtraci\u00f3n de se\u00f1ales
\n<\/strong>Pero hubo otra innovaci\u00f3n brasile\u00f1a en la investigaci\u00f3n de la radiaci\u00f3n de fondo. Desde 1998, en un proyecto paralelo, investigadores del Inpe y de la Universidad de California en Berkeley, Estados Unidos, observan el cielo del Hemisferio Sur -lo que incluye a la V\u00eda L\u00e1ctea, una de las principales fuentes de contaminaci\u00f3n de las medidas de radiaci\u00f3n de fondo- por medio de un radiotelescopio actualmente emplazado en el Inpe en Cachoeira Paulista (interior de S\u00e3o Paulo), tras haber operado en Estados Unidos, en las Islas Canarias, en la Ant\u00e1rtida y en Colombia. Camilo Tello, investigador del Inpe, logr\u00f3 separar las se\u00f1ales del cielo de otras se\u00f1ales indeseables, como la radiaci\u00f3n emitida por lapropia Tierra o por emisoras de radio y televisi\u00f3n. El modelo matem\u00e1tico que Tello dise\u00f1\u00f3 tiene aplicaciones en otras \u00e1reas, como la de telefon\u00eda celular, pues puede servir para mejorar la cobertura de las antenas de transmisi\u00f3n de se\u00f1ales.<\/p>\n

El Beast es una especie de prototipo del sat\u00e9lite Planck, que la Agencia Espacial Europea (ESA) pretende lanzar en 2007. Su misi\u00f3n ser\u00e1 buscar informaciones a\u00fan m\u00e1s detalladas sobre el Universo. “La d\u00e9cada que viene contaremos con diversos mapas para compararlos”, afirma Thyrso. Con los nuevos relevamientos, quiz\u00e1 sea posible saber si el Universo es finito o infinito, por ejemplo. “Si fuera infinito, se expandir\u00e1 por siempre”, dice Figueiredo. “Si fuera finito, alg\u00fan d\u00eda se empezar\u00e1 a contraer.”<\/p>\n

El Proyecto<\/strong>
\nRadiaci\u00f3n C\u00f3smica de Fondo en Microondas y Formaci\u00f3n de Estructuras en el Universo<\/em>
\nModalidad<\/strong>
\nProyecto tem\u00e1tico
\nCoordinador<\/strong>
\nReuven Opher – IAG\/ USP
\nInversi\u00f3n<\/strong>
\nR$ 2.342.292,29<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Las variaciones de temperatura del Universo de hace 13 mil millones de a\u00f1os","protected":false},"author":127,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[437],"class_list":["post-76514","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76514","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/127"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=76514"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76514\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=76514"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=76514"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=76514"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=76514"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}