Telescopio de Atacama: “una nueva perspectiva de la materia oscura en el universo”

Lo primero que se le viene a la cabeza a la reconocida cosmóloga Jo Dunkley cuando se le dice “Chile” es: “Los cielos que se pueden ver desde allá y que es un país maravilloso”.

Entre los varios logros de Dunkley está ayudar a calcular la edad que podría tener el universo.

La profesora de física y de ciencias astrofísicas de la Universidad de Princeton ha recibido varios premios por su investigación sobre el origen y la evolución del universo.

Le apasiona difundir la cosmología a través de diferentes plataformas y frente a audiencias muy variadas.

Stephen Hawking asistió a uno de sus seminarios en la Universidad de Cambridge, “un honor” que, le cuenta a BBC Mundo, la puso un poquito nerviosa.

“Definitivamente fue maravilloso tenerlo allí”, dice con una sonrisa desde Estados Unidos.

La carrera de la autora del libro “Nuestro universo: una guía de astronomía” abarca años. En 2001, cuando acababa de terminar su licenciatura en Cambridge, emprendió un viaje que haría “una gran diferencia” en su vida.

“No sabía que quería hacer” y mientras lo esclarecía, agarró sus ahorros y empacó su mochila.

Lejos de su Inglaterra natal, se adentró en “un lugar completamente diferente”: Sudamérica.

Las estrellas en Bolivia

Visitó varios países, entre ellos Ecuador y Brasil, y esa experiencia fue “extraordinaria” no sólo en términos culturales, sino que le abrió -se podría decir casi literalmente- las puertas del cielo.

“En el desierto boliviano leí ‘El universo elegante’ de Brian Greene”, evoca.

“Lo leía cuando estaba en este lugar hermoso y fenomenal, donde realmente pude ver las estrellas como no lo había hecho antes”.

“Crecí en Londres, donde el cielo no es muy despejado y, de repente, pude ver la belleza de arriba mientras leía aspectos fascinantes de la física”.

“Fue increíble. Estaba en las salinas del sur de Bolivia, no había nada alrededor y el cielo estaba lleno de estrellas. Fue una experiencia tan bella que me llevó a pensar qué más podía llegar a ver”.

“Aun no estaba segura de lo que quería hacer, pero estar ahí me inspiró sobre algo en lo que quizás debía poner mi atención”.

“Además, tuve la oportunidad de ver a científicos de campo trabajando y eso también me atrajo mucho”.

Así fue como Dunkley estuvo cerca de una zona que, sin advertirlo entonces, se convertiría en uno de los pilares de su investigación científica.

En el norte de Chile, en el desierto de Atacama, se encuentra el telescopio que le ha permitido indagar sobre los misterios del universo.

El Modelo Estándar de Cosmología

El renombrado astrofísico teórico David Spergel conoció a Dunkley cuando era una “prometedora estudiante de posgrado en Oxford” y la invitó a la Universidad de Princeton.

“En esa etapa, rápidamente se le asignaron responsabilidades significativas en el análisis e interpretación de datos, e hizo importantes contribuciones al análisis que llevó al desarrollo de lo que ahora consideramos como el Modelo Estándar de Cosmología”, indicó Spergel, según la universidad estadounidense.

Además de la docencia, Dunkley realiza interpretaciones teóricas a partir de las observaciones que se consiguen, principalmente, con el Telescopio de Cosmología de Atacama.

Es una de las líderes del proyecto conocido como ACT: Atacama Cosmology Telescope, que busca “estudiar cómo comenzó el universo, de qué está hecho y cómo evolucionó hasta su estado actual”, señala Princeton.

“Durante las últimas dos décadas, ha habido un enorme florecimiento del campo, impulsado por muchas mediciones astronómicas excelentes”.

Junto a su equipo, la astrofísica utiliza complejos programas de computación que les permiten desarrollar teorías para describir el universo.

Así, por ejemplo, llegaron a una estimación de que el universo se podría acercar a los 14.000 millones años de antigüedad.

De esa forma, el ACT se unió al esfuerzo de muchos científicos que, con otras tecnologías y métodos, tratan de dilucidar no sólo su edad, sino la velocidad con la que se expande.

La edad del universo

La experta le explica a BBC Mundo cómo consiguieron a ese cálculo:

“En realidad, hay dos maneras diferentes de hacerlo. Una es de forma directa: observando qué tan rápido se alejan las galaxias de la Vía Láctea”.

“Si se puede calcular cuán rápido van y qué tan lejos están, se puede averiguar cuándo pudo haber comenzado todo, desde el mismo punto, muy atrás en el tiempo”.

“Y eso es lo que llamamos Big Bang, el inicio del crecimiento del universo. Esa ha sido la forma tradicional de averiguar la edad del universo”.

El otro método, el que usa la astrofísica, es más reciente y consiste en mirar la imagen más antigua del universo.

Con ayuda del ACT han estado estudiando la “luz más antigua” del cielo.

“Esto es algo asombroso”, dice, pues al mirar el espacio, “se puede ver atrás en el tiempo porque la luz tarda en llegar a nosotros. Entonces observo esta luz o esta imagen de una parte del universo que en realidad proviene de después del propio Big Bang”.

Se trata del fondo cósmico de microondas y al analizar sus características, se construye una especie de regla cósmica.

“Veo cuán anchas o cuán grandes son esas características. Es un poco como si sostuvieras una regla cerca de tu cara, se ve más grande que si la mantuvieras con el brazo extendido”.

“Mido cuidadosamente el tamaño de estas características en esta imagen para determinar cuán lejos está y, por lo tanto, cuánto tiempo ha estado viajando hacia nosotros y eso me dice cuánto tiempo hace que ocurrió el Big Bang”.

“Es un poco indirecto, pero estamos usando esta luz que en realidad ha viajado 14.000 millones de años para alcanzarnos”.

Una lámpara astronómica

En 2016, la Royal Society le concedió a Dunkley el premio Rosalind Franklin por su investigación sobre el fondo cósmico de microondas “y su innovador proyecto para apoyar y alentar a las niñas a que estudian física”.

Sus presentaciones son ricas en ejemplos:

Así nos invita a pensar en la expansión del universo como una banda elástica, como la que usamos en los pantalones, que se expande por todas partes (no desde un punto central) y que no tiene final.

Además, sugiere que le coloquemos pegatinas, que serían las galaxias, y que la estiremos y la estiremos.

También pide que imaginemos que prendemos, en medio del espacio, una lámpara cuya luz emprende un viaje.

“La mayor parte del espacio está vacío, aunque pensemos que está lleno de estrellas, planetas y galaxias”.

“Y, por eso, un rayo de luz puede viajar a través del espacio y seguir y seguir hasta que golpee algo, por ejemplo, la Tierra”.

“Creemos que hubo un residuo de luz que quedó del propio Big Bang y se extendió por todo el espacio, un poco como si unas linternas se hubieran encendido y rápidamente apagado otra vez hace casi 14.000 millones de años”.

“La luz de esas linternas se proyectan en todas direcciones, fluyendo a través del espacio y ese espacio en sí ha ido creciendo”.

“Parte de esa luz nos pasó hace años, habrá viajado más allá de la Tierra y otra parte de la luz ni siquiera nos ha llegado, está viajando hacia nosotros, desde unas especies de linternas que están aun más lejos en el universo”.

“Ahora mismo, hoy, solo hay algunos de esos destellos originales, cuya luz acaba de llegar a la Tierra”.

La materia oscura

El Telescopio de Cosmología de Atacama, que se encuentra a más de 5.000 metros sobre el nivel del mar, es uno de los más imponentes del mundo.

Posee un espejo primario de seis metros de diámetro y está constantemente escaneando el cielo.

“Con el Telescopio de Cosmología de Atacama estamos viendo detalles que antes no eran visibles”, cuenta la profesora.

“Nos está dando una nueva perspectiva de la materia oscura en el universo”.

“Ahora sabemos que cuando miramos al espacio, no sólo hay galaxias y estrellas, sino que existe esta materia oscura, invisible, extraña, que desconocemos“.

Pero cuya influencia en “el aspecto actual del universo” ha sido determinante.

Y es que hay al menos cinco veces más de esa materia oscura en el universo que de la materia normal, “de la que estamos hechos”, y ese es uno de los grandes misterios en la investigación cosmológica.

“Pudimos detectarla indirectamente con nuestro telescopio, con el Telescopio de Cosmología de Atacama, por la luz que estamos midiendo”.

“Hemos estado captando luz que ha estado viajando por 14.000 millones de años, y la gravedad de esta materia invisible la ha doblado ligeramente”.

“Una de las cosas que hemos podido hacer con el telescopio es detectar la señal, nos ha permitido ver algo que previamente pensabas que era completamente invisible”.

Los cielos de Atacama

Chile cuenta con una impresionante red de observatorios astronómicos.

El Telescopio de Cosmología es uno de varios telescopios gigantes construidos en el desierto de Atacama.

Allí también funciona el que se conoce como ALMA: Atacama Large Millimeter Array, telescopio de diseño revolucionario, compuesto de más de 60 antenas de alta precisión.

Esa zona del norte del país es el paraíso para muchos astrónomos y cosmólogos de todo el mundo.

“Con nuestros telescopios de Atacama, hemos podido consolidar nuestras ideas sobre cómo funciona el universo”, señala la experta.

“Es increíble que ahora tengamos este modelo realmente simple que puede trazar todo el camino desde el Big Bang hasta el día de hoy”.

“Pero” -advierte- “contiene misterios, como la materia oscura, invisible”.

“La comunidad (científica) en su conjunto ha aprendido mucho de esta gran variedad de telescopios en Atacama. Ha habido grandes descubrimientos en astronomía“, dice con satisfacción la cosmóloga.

“Hemos podido obtener algunas pistas sobre la naturaleza de la materia oscura, pero tenemos un futuro por delante y con suerte descubriremos mucho más”.

Y mientras trata de ver lo invisible, no dejará de apreciar de Sudamérica lo que tanto la cautivó en su aventura de mochilera: “los cielos más maravillosos que puedas imaginar”, como le dijo al sitio Zócalo Public Square al evocar su viaje hace dos décadas.