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La expansión acelerada del universo es uno de los mayores misterios que se conocen. En el tiempo que se tarda en leer esta frase, unos seis segundos, el universo se habrá expandido unos 420 kilómetros. En unos minutos, al final de este artículo, tendrá 25.000 kilómetros de diámetro, el doble del diámetro de la Tierra. El culpable putativo es la energía oscura, una fuerza repulsiva misteriosa que ha estado expandiendo los límites del universo durante 10 mil millones de años y continuará por mucho más tiempo, hasta que el cosmos sea un espacio vasto, frío, muerto y vacío.
Esta semana, la Agencia Espacial Europea (ESA) lanza Euclid, la mayor misión espacial de la historia para estudiar la energía oscura, que constituye el 70% del universo. Su segundo objetivo es explorar la materia oscura, que también es desconocida y explica otro 25% del cosmos. La materia oscura es invisible, pero ejerce la fuerza gravitacional que mantiene unidas a las galaxias y los cúmulos de galaxias (el 5 % del Universo que comprendemos) y permite miles de millones de sistemas solares, incluido el nuestro.
La guerra de Ucrania amenazó con frustrar esta espectacular misión en busca del conocimiento. El telescopio Euclid, un dispositivo de 600 millones de euros, debía lanzarse este año a bordo de un cohete ruso Soyuz. Debido al bloqueo económico de Rusia, esto es algo imposible. El único otro boleto disponible era a bordo de un cohete Ariane, que podría lanzarse en 2025. Los científicos e ingenieros de la misión han estado compitiendo contra el tiempo para reconfigurar la misión para tener en cuenta el impacto y la vibración de otra nave espacial que está lista para su lanzamiento este año: un cohete Falcon 9 reutilizable fabricado por Elon Musk de SpaceX Company des Mogul. El lanzamiento está previsto para el sábado a las 17:11 (hora peninsular) desde Cabo Cañaveral (EEUU).
El objetivo de Euclides es el segundo punto de Lagrange, a un millón y medio de kilómetros de la Tierra. Allí, las fuerzas gravitatorias del Sol y la Tierra se equilibran, lo que permite que el telescopio permanezca estable y explore el cielo con mayor claridad que los telescopios terrestres.
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La tarea de este telescopio es abrumadora: determinar la forma y la distancia de 2.000 millones de galaxias repartidas en un tercio de todo el cielo. Con este material se crea un gran mapa del universo en tres dimensiones, al que se le suma una cuarta: el tiempo. En astronomía, cuanto más lejos está un objeto, más antiguo es, y Euclid podrá ver el universo desde ahora hasta hace 10 mil millones de años.
“Si te imaginas una rebanada de pan, cada rebanada sería una fotografía en la que las galaxias en formación están a la misma distancia”, explica Guadalupe Cañas, cosmóloga de la misión. “No veremos muchas galaxias como son ahora, sino como eran en el pasado. Al comparar todos los discos, podemos obtener una imagen de la evolución cósmica del universo”, explica.
La teoría del Big Bang afirma que el universo se formó hace 13.800 millones de años por la explosión de un punto de densidad infinita y temperatura mucho más pequeña que un grano de arena. En los primeros compases estaba completamente oscuro y relativamente pequeño. La primera luz se produjo hace unos 200 millones de años con las primeras estrellas, que más tarde comenzaron a agruparse en galaxias y cúmulos estelares. Se cree que la energía oscura comenzó a ejercer su poder repulsivo actual cuando el universo tenía 3 mil millones de años y su poder se ha acelerado desde entonces. Esto significa que el universo actual se está vaciando y que las galaxias y los cúmulos de galaxias son islas cada vez más lejanas.
«Una de las preguntas que queremos responder es si la tasa de expansión ha cambiado a lo largo de la historia del universo», explica Xavier Dupac, científico de operaciones de Euclid. «Einstein pensó que el universo era estático, pero no lo es. Al verificar que la tasa de expansión se mantenga en los niveles actuales, podemos predecir el futuro del universo. Si no se detiene, las galaxias se desmoronarán y los planetas se alejarán de sus estrellas. “El universo seguirá existiendo, pero no habrá más vida ni planetas”, explica el científico. La buena noticia es que el universo «todavía está en su infancia» y ese final no llegará hasta que alcance 100 veces su edad actual, añade.
El telescopio Euclid tiene una lente de 1,2 metros de diámetro y dos cámaras, una para luz visible y otra para infrarrojos, que también te ayudarán a entender cómo funciona la materia oscura. Nuestro sistema solar es uno de los 100.000 millones dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, que a su vez forma parte del grupo local de galaxias que forman parte del Supercúmulo de Virgo, que a su vez forma parte del Supercúmulo de Laniakea. Se cree que la materia oscura es fundamental para mantener este marco cosmológico.
El telescopio europeo podrá detectar la presencia de materia oscura porque su gravedad deforma la luz de las galaxias y permitirá calcular cuánto hay y dónde está, explica Cristóbal Padilla, cosmólogo del instituto de Física de Altas Energías de Barcelona, que lleva 10 años trabajando en el desarrollo de Euclid. “Debido a que veremos muchas galaxias de épocas muy diferentes, podremos comprender mejor la evolución y distribución de la materia oscura tanto dentro de las galaxias como entre ellas, ya que creemos que es responsable de agrupar los diferentes cúmulos de galaxias”. y supercúmulos de galaxias”, explica.
Después del lanzamiento el sábado, Euclid tardará un mes en llegar al segundo punto de Lagrange. Después de dos meses de calibración, comenzará su funcionamiento científico. El telescopio estará en funcionamiento durante al menos seis años y proporcionará alrededor de 150.000 imágenes de alta resolución. En 2027, se le unirá Roman, un telescopio espacial de la NASA que también explorará el «universo oscuro».
“En ciencia, la pregunta más importante siempre es esta”, explica Padilla. «Esta misión no responderá a todas las preguntas, pero puede ayudarnos mucho a comprender esta parte de la gravedad que desconocemos».
La geometría del universo oscuro.
El nombre de la misión honra al matemático griego Euclides de Alejandría, que vivió en el siglo IV a. C. e inventó la geometría. La densidad de materia y energía en el universo está relacionada con esta disciplina matemática. La misión Euclid involucra a un consorcio de 2.000 científicos de 14 países, incluida España, que juegan un papel importante en la misión general. Los datos científicos se reciben y almacenan en el centro de la ESA en Villanueva de la Cañada, en las afueras de Madrid. En su construcción participaron universidades, centros de investigación y 10 empresas españolas. Más de 100 científicos de unas 20 instituciones del país están trabajando en la evaluación científica de la misión. De las aproximadamente 80 empresas europeas que construyeron Euclid, ocho son españolas.
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