jueves, 24 de noviembre de 2022

Inauguran un telescopio que busca comprobar o descartar la teoría del Big Bang

Fue desarrollado por un consorcio internacional y está ubicado a 4.980 metros sobre el nivel del mar, en la puna salteña. 

Rastreará señales de lo que ocurrió segundos después del nacimiento del Universo.

Se trata de comprobar, o acaso descartar, la actual teoría sobre el origen del Universo, la del Big Bang. La que postula que todo comenzó hace 13.800 millones de años a partir de una gran explosión de un punto de muy alta densidad y temperatura y que, fracciones de segundos después, produjo una tremenda expansión llamada “inflación universal”.

La teoría cierra bien en los papeles, pero hasta ahora nadie la pudo comprobar empíricamente, con un experimento, si bien ha habido muchos intentos. Los científicos saben que, para dar por la válido el Big Bang, tienen que lograr medir aquella radiación de fondo con la polarización predicha por la misma teoría. Aunque también saben que se abre otra posibilidad: no encontrar esas microondas polarizadas y que la teoría deba ser revisada.

Y es aquí donde volvemos nuevamente a los 4.900 metros sobre el nivel del mar, donde la falta de oxígeno te tumba. Estamos en Alto Chorrillos, plena puna Salteña, a unos 20 kilómetros pasando San Antonio de los Cobres, celebre por su Tren a las Nubes. Mil metros más alto que San Antonio, que ya es bastante alto. 

Además de los mareos que provoca el sitio, la claridad del cielo, la temperatura, la velocidad del viento y la humedad relativa del aire hace de éste un lugar privilegiado para las observaciones del espacio profundo.

Alto Chorrillos fue el lugar donde un consorcio internacional -que involucra a 150 científicos y laboratorios de Francia, Italia, Reino Unido, Irlanda, EE.UU. y la Argentina- acaba de poner en funcionamiento el telescopio Qubic, el primero del mundo con la tecnología capaz de detectar, o descartar, las radiaciones de microondas de fondo del Big Bang.

Una centena de personas, entre científicos de distintas partes del mundo, funcionarios nacionales y provinciales y periodistas asisten, como pueden, a la ceremonia de inauguración del telescopio. Habrá palabras de ministros e intendentes, muchas explicaciones por parte de los investigadores. Y cuatro enfermeros con un tubo de oxígeno dando vital apoyo.

El secreto de Qubic

El astrofísico argentino Alberto Etchegoyen, director del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA), cuenta que en 2018 estaba tranquilo con sus proyectos -entre ellos conducir el Observatorio de Rayos Cósmicos Pierre Auger (en Malargüe, Mendoza)-, cuando le tocaron la puerta desde Francia para ofrecerle hacerse cargo de la parte argentina de Qubic.

La razón es que ese consorcio internacional -que se conformó hace 15 años-, había detectado que la puna salteña era el lugar más indicado para ubicar el instrumento que estaban desarrollando. Necesitaban la colaboración de la comunidad científica argentina. Hoy de Qubic participan Institutos de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), del CONICET, la Universidad Nacional de La Plata; la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE), entre otros organismos nacionales y de la provincia de Salta.

El secreto del proyecto Qubic (por su sigla en inglés: Q y U Bolometric Interferometer for Cosmology) es justamente su telescopio, que tiene una tecnología única que se desarrolló en Francia entre 2008 y 2018. Es el primero del mundo que combina, dentro de un mismo equipo, dos instrumentos que hasta ahora se usaron por separado y aquí trabajan en forma conjunta: un bolómetro que es muy sensible para medir radiación de muy baja energía (y para eso trabaja a bajísimas temperaturas, casi el 0 absoluto o -273 grados), más un interferómetro, que da mucha seguridad a la hora de interpretar qué tipo de señal se trata.

Dónde queda

El lugar fue elegido, por ser un punto privilegiado en el mundo. Por su altitud, la baja humedad atmosférica y la mínima polución lumínica humana, al estar tan aislado.

Los bolómetros son microsensores que, trabajando a bajísimas temperaturas, al detectar la radiación de fondo se calientan cambiando así la resistencia eléctrica del material y generando una señal electrónica. El interferómetro, por su parte, mide la longitud de onda de la señal y analiza las características de la radiación.

“Esa combinación, la interferometría bolométrica, nos ayuda a dilucidar si la señal está relacionada con la radiación primordial o no. Tenemos entonces esta gran ventaja, que uniendo interferometría con bolometría, tenemos más claro lo que estamos midiendo, si son modos B de la radiación primordial”, dice Etchegoyen.

El francés Jean-Christophe Hamilton, director del proyecto Qubic, agrega que “los detectores son tan fríos porque vamos a medir una señal de las primeras 10 a la menos 35 segundos después del Big Bang. Realmente el inicio del Universo. Por lo lejana en el tiempo, esa señal es muy débil. Y para medir una señal tan débil necesitamos detectores muy sensibles. Y para ser muy sensibles necesitan estar a muy bajas temperaturas”.

Desarrollado en Francia, en julio de 2021 el telescopio llegó a la Argentina y fue trasladado al Laboratorio de Integración en la Regional Noroeste de la CNEA (especialmente construido para tal fin) en Salta, donde se ensambló, se puso en funcionamiento y se testeó a lo largo de un año. La instalación del instrumento en su actual lugar en Alto Chorrillos llevó varias semanas, en las que se integraron y testearon todos los sistemas y se colocó el telescopio en la montura de observación.

La inversión total del proyecto ronda los 5.200.000 euros (la mayor parte de Francia e Italia) más 1,5 millones de dólares que agregó la Argentina para montar el aparato y el sistema de enfriamiento.

Durante la inauguración, el ministro de Ciencia y Tecnología Daniel Filmus agradeció a los países que participan del proyecto y especialmente “a nuestros amigos de Italia y Francia que lo llevaron adelante y creyeron en nosotros, por la ubicación ideal para hacerlo y la calidad de la gente”. También dijo que "es un aprendizaje en cuanto política de Estado y que los tiempos no son la de los calendarios electorales. Los proyectos científicos exigen miradas a mediano y largo plazo”.

QUBIC compite con varios otros proyectos de cosmología observacional que investigan los modos B de la radiación de fondo: BICEP/KECK, CLASS, SPIDER de Estados Unidos, Ali-CPT de China y el proyecto de satélite japonés (con una importante contribución europea) LiteBIRD (previsto para 2033). Sin embargo, ninguno de estos telescopios combina bolometría con interferometría.

Con Qubic, los científicos van a estar midiendo constantemente un sector del espacio, que tienen identificado como el de menor “contaminación” estelar. El ingeniero Manuel Platino, director operacional de Qubic, cuenta que el instrumento tiene tres ejes de movimiento.

“Con estos tres movimientos desde el control primario hacemos escaneo del cielo. Vamos a apuntar a un pedacito del cielo chiquito, permanentemente, una y otra vez. Con la rotación vamos a compensar el movimiento de la Tierra. Los bolómetros van a estar midiendo y toda la información se va a almacenar en una central que se va a manejar desde Francia y en nuestro laboratorio de integración de Salta”.

Si Qubic detecta radiación de fondo modos B será una prueba directa de la fase de inflación de la teoría del Big Bang, además de un resultado importante en cosmología y con profundas consecuencias para la física de partículas. Claro que el descubrimiento final del modo B tendrá que ser confirmado de forma independiente por varios grupos, así lo marcan los procedimientos de la ciencia. 

Etchegoyen estima que, en unos 3 años y medio, aproximadamente, podrían tener los primeros resultados. Lo dice medio en broma y medio en serio, pero afirma que “si todo funciona y la naturaleza nos acompaña estamos para ganar el Premio Nobel”.

Fuente: Clarín