Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

octubre 27, 2007

Del telescopio al conjunto de un kilómetro cuadrado

Hasta el siglo XVII no pudimos ver el universo más que con nuestros limitados ojos. Hoy, podemos escudriñar incluso los límites del universo con nuestros telescopios.

Contra lo que se cree, Galileo inventó el telescopio, aunque ciertamente, basado en lo que escuchó en Venecia en 1609 sobre un telescopio creado por algún belga, construyó varios telescopios sucesivamente mejores en un esfuerzo sin paralelo que, para el año siguiente, le permitieron ver los primeros satélites de Júpiter, las manchas del sol, las fases de Venus y las montañas y valles de la Luna, alterando para siempre la percepción humana sobre el cosmos y el lugar de nuestro planeta en el orden mayor de las cosas, demostrando que la concepción de Copérnico era una descripción más acertada que la de Ptolomeo y ocasionando la furia de la iglesia.

El "belga" del que oyó hablar Galileo fue quizá uno de los tres holandeses que pueden haber inventado el telescopio: Hans Lippershey y Zacharias Janssen de Middelburg o Jacob Metius (también llamado Adriaanszoon) de Alkmaar. Una vez que las lentes de vidrio se popularizaron en Europa hacia el siglo XIV, el concepto de telescopio no estaba muy lejos, sólo era necesario combinar una lente cóncava y una convexa para hacer la magia de que las cosas lejanas se vieran cercanas. Si se conocían los telescopios antes de principios del siglo XVII, resulta irrelevante: Galileo fue el primero en usarlos para ver el universo. Al telescopio de lentes de Galileo siguió otro sugerido por Kepler, con mayor ángulo de visión y que permitió a Christiaan Huygens descubrir Titán, el satélite de Saturno.

Estos telescopios tenían dos lentes que refractaban la luz para obtener la visión aumentada de su nombre (del griego tele, lejos y skopein, mirar o ver), es decir, son telescopios refractantes. Pronto apareció otro telescopio que empleaba espejos para ver, perfeccionada teóricamente por Sir Isaac Newton, por lo su tipo se conoce como "telescopio newtoniano". Unos y otros amplificaban la luz visible, aunque en cuanto hubo materiales fotográficos adecuados, también se pudieron utilizar para estudiar las frecuencias infrarrojas y ultravioletas, lo que permitió profundizar más en el aspecto y composición de los cuerpos celestes. Los telescopios ópticos sufren, todos, de una serie de aberraciones e imprecisiones debidas a la composición de la luz y a su comportamiento al difractarse o reflejarse, y gran parte de los esfuerzos tecnológicos han estado orientados a reducir estos defectos para tener observaciones más fiables.

Los telescopios ópticos científicos, como el Gran Telescopio de Canarias, el William Herschel o el Isaac Newton, pertenecientes al Observatorio Roque de los Muchachos, o el IAC-80 del observatorio del Teide y los telescopios de 0,9 m y de 1,5 m del Observ atorio de Sierra Nevada, suelen ser reflejantes, que son más precisos y eficientes, y técnicamente más fáciles de fabricar y manipular, y los mayores tienen espejos primarios de entre 6 y 11 metros de diámetro. Las observaciones no son realizadas con el ojo humano, sino que se registran ya sea en placas fotográficas sensibles a diversas partes del espectro electromagnético, espectrógrafos y detectores electrónicos como los CCD, cuyos principios son utilizados igualmente en los sensores electrónicos de las cámaras digitales fotográficas y de vídeo. Desafortunadamentem la atmósfera terrestre altera, difracta y distorsiona en alguna medida todos los rayos de luz que pasan por ella, ocasionando un grave problema para los observatorios, que deben utilizar distintos sistemas para tratar de eliminar los efectos de la atmósfera.

Además de los telescopios ópticos, el ser humano escudriña el cosmos con los llamados radiotelescopios desde 1930, cuando accidentalmente se descubrió una fuente de señales de radio procedentes de la constelación de Sagitario que interferían con la radio de onda corta en transmisiones transatlánticas. Los radiotelescopios no son sino antenas de radio direccionales que se utilizan para "escuchar" distintas frecuencias del espectro electromagnético. Los más conocidos de esta variedad son los grandes telescopios parabólicos cuyo receptor se ubica en el foco de la parábola. Los radiotelescopios nos permiten conocer otra visión del universo, detectando grandes fuentes de energía como los pulsares o cuásares y, en cierta forma, mirando al interior de las galaxias para informarnos de su composición.

Como ejemplos de radiotelescopios tenemos, en España, el radiotelescopio de 30 metros que se encuentra en el Pico Veleta de la Sierra Nevada, el imponente radiotelescopio de 40 metros recientemente inaugurado en el Centro Astronómico de Yebes. El más conocido radiotelescopio del mundo es, probablemente, el de Arecibo, en Puerto Rico, que aprovechó un cráter natural para tender una enorme antena de 305 metros, y que ha aparecido en al menos dos películas, una de 007 y la otra Contacto, basada en la novela del astrónomo Carl Sagan.

Una de las ventajas de los radiotelescopios es que se pueden formar en grandes grupos o matrices para detectar señales de radio de una amplitud mayor que la del plato del radiotelescopio, del mismo modo en que podemos usar muchos espejos pequeños para formar la imagen de un objeto muy grande. A principios de octubre se informó de planes para crear un conjunto de radiotelescopios que cubrirá un kilómetro cuadrado, el Square Kilometer Array o SKA, que será capaz de estudiar el componente gaseoso de nuestro universo cuando era joven y detectar las ondas de radio que quedan de esas primeras etapas, permitiéndonos aprender más sobre el origen y evolución de nuestro universo. Un radiotelescopio más grnde es más sensible, lo que le permite percibir señales más débiles emitidas por objetos más lejanos o más tenues. Está aún por decidirse qué tipo de radiotelescopios individuales conformarán el SKA, e incluso aún no se sabe si se situará finalmente en Australia o en Sudáfrica. Con una fecha de inicio de la construcción prevista para 2012, el proyecto de 1.500 millones de euros incorpora actualmente a astrónomos e ingenieros de 17 países que esperan que el SKA empiece a realizar observaciones en el año 2020.

Hubble: el ojo en órbita

Los telescopios ópticos son muy sensibles a las fuentes de luz situadas en sus cercanías, de modo que un telescopio ubicado muy cerca de una gran ciudad sufrirá una importante disminución en sus capacidades debido a la contaminación lumínica provocada por el resplandor de las luces de la ciudad en el cielo. El más famoso telescopio óptico de los últimos años, el Hubble, consigue evitar estos dos problemas al encontrarse en órbita, y gracias a ello nos ha permitido una vista espectacular del universo gracias a su espejo de sólo 2,4 metros de diámetro.

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