La cámara digital más potente del mundo ha hecho su primer click hacia el espacio y ha registrado imágenes lejanísimas, tan distantes que para llegar hasta ellas tendríamos que hacer un viaje de hasta 60 millones de años a la velocidad de la luz. La Cámara para la Energía Oscura (DECam, por sus siglas en inglés) tiene el tamaño de una cabina de teléfono, “pinta” las imágenes con un mosaico de 64 CCD y produce imágenes de 570 megapíxeles desde su ubicación en el observatorio Cerro Tololo, en Chile. DECam es el instrumento más poderoso que el ser humano haya apuntado al cielo jamás. También es una pieza fundamental para estudiar uno de los misterios más cautivadores del Universo: la energía oscura.
El enigma de la energía oscura desafía a los físicos desde 1998, cuando dos equipos de astrónomos descubrieron que la expansión del universo estaba en plena aceleración. La observación contradecía la teoría de la Relatividad General de Einstein, que predice que la fuerza de la gravedad debería ralentizar dicha expansión. Así que habría que revisar la teoría la gravedad a escala cósmica o bien aceptar que no somos capaces de percibir todo lo que hay. O ambas cosas.
La última opción apunta a la teoría actual de que el 73 por ciento del Universo es energía oscura que opone una gran fuerza a la gravedad, el 23 por ciento corresponde a materia oscura y el 4 por ciento restante es el tipo de materia al que estamos acostumbrados. Durante los próximos 5 años, los investigadores emplearán 525 noches de observación en conocer mejor el Universo y su historia, con la esperanza de solucionar el problema.
“Con la cámara DES podremos conocer por primera vez la distribución de galaxias en un volumen que es una fracción importante del Universo observable. Esto nos permitirá determinar de una vez por todas la geometría de local del Universo, y el contenido de materia y de energía responsable de su evolución”, explica el investigador de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) Juan García-Bellido.
Para conseguirlo no es suficiente con ver más lejos que nunca, también es necesario que los ojos de la cámara perciban y distingan la información relevante. DECam combina la posibilidad de captar grandes espacios con una sensibilidad sin precedentes a la luz roja, que caracteriza a los objetos que se alejan de nuestro planeta. El fenómeno se conoce como corrimiento al rojo y es típico de galaxias y otras formaciones distantes que se alejan de nosotros impulsadas por la expansión del espacio, no solo de los astros que aumentan la distancia por su propio movimiento.
La nueva cámara capta la luz de más de 100.000 galaxias situadas a más de 8.000 millones de años luz en cada fotografía, una luz que contiene una información muy útil para el proyecto Medición de la Energía Oscura (DES-Dark Energy Survey, en inglés), en el que participan 23 instituciones de tres continentes. Entre ellas figura un consorcio español configurado por el CIEMAT, el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) y el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE), además de algunos investigadores de la UAM.
“La energía oscura es el descubrimiento más sorprendente que se ha producido en la física de los últimos veinte años, y solamente puede explicarse se existe una nueva física más allá de las teorías actuales. Si conseguimos descubrir la naturaleza de la energía oscura será una revolución en el conocimiento del universo”, resume el investigador responsable del proyecto en el CIEMAT, Eusebio Sánchez.
El proyecto DES no se limita a hacer el mapa de galaxias más grande hasta la fecha, sino que incluye cuatro pruebas sobre la energía oscura que nunca se habían hecho simultáneamente. Estas pruebas se centran en el estudio de supernovas, de la distribución de galaxias a gran escala, de cúmulos de galaxias y del efecto lente gravitacional débil sobre dichas galaxias, efecto que describe la curvatura que la gravedad provoca en los rayos de luz cuando pasan cerca de una masa considerable, como un planeta. Las dos primeras se refieren a la expansión del Universo desde una perspectiva geométrica, mientras que las dos últimas miden tanto la expansión del Universo como la de estructuras a gran escala. La confrontación de los resultados de las cuatro pruebas será muy reveladora, puesto que puede poner de relieve qué no han comprendido los científicos sobre la fuerza de la gravedad, empujándolos hacia nuevos descubrimientos.
Andrés Masa Negreira
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