Mexicans who took part in creating the biggest map of the universe Science
(Photo: Courtesy of Sébastien Fromenteau)

El cielo estrellado ha sido medido como nunca antes, gracias a Sloan Digital Sky Survey, proyecto internacional en que participaron científicos de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y la Universidad de Guanajuato (UG).

Ellos colaboraron especialmente en el experimento eBOSS (acrónimo en inglés de Sondeo espectroscópico extendido de Oscilaciones Bariónicas), cuyo objetivo fue hacer un magno censo cosmológico a través de telescopios y poderosas computadoras de análisis de datos.

¿Cuál fue el resultado? El mejor mapa que se haya hecho del universo, en que se tomaron en cuenta más de 2 millones de galaxias y cuásares (núcleos de galaxias en proceso de debilitamiento), correspondientes a 11 mil millones de años de historia cósmica.

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Analizar galaxias

De acuerdo con Octavio Valenzuela Tijerino, investigador del Instituto de Astronomía (IA) de la UNAM, el número de objetos astronómicos considerados permitió que por primera vez se consiguiera una precisión de distancias calculadas y de velocidad de expansión del orden de 1 % y 3 %, respectivamente.

“Es algo inusitado en la historia de la cosmología y la ciencia”, afirma en entrevista para Tec Review este científico, quien participó en el equipo nacional de análisis de datos arrojados por eBOSS.

A este grupo le tocó analizar galaxias (conjuntos de estrellas) relativamente antiguas, conocidas en el gremio astronómico como galaxias rojas grandes.

“Al ser poblaciones estelares viejas, ya no sufren muchas transformaciones a lo largo del tiempo, y entonces todos los cambios observados tuvieron que ver con el universo y no con el metabolismo interno de las galaxias”, explica Valenzuela Tijerino.

(Foto: Cortesía Sébastien Fromenteau)

Un gran paso

En especial a Mariana Vargas Magaña, investigadora del Instituto de Física (IF) de la UNAM, le correspondió depurar esta muestra astronómica. Es decir, distinguir y descartar estrellas muy cercanas que a veces son confundidas con galaxias u otros efectos.

“Inicié mi doctorado en este experimento. Mis primeros pasos como investigadora comenzaron aquí. Crecí académicamente dentro de esta colaboración. Para mí, ver terminado esto es como culminar una etapa. Fue toda una transición mental”, comenta la científica en entrevista para Tec Review.

Ella platica que su trabajo se llama cosmología observacional, el cual implica el análisis de datos en grandes magnitudes. Algo reciente en el país y necesitado de impulso en los contextos académicos.

“En la UNAM hemos tratado de motivar a los estudiantes a hacer este tipo de física, y esto es relativamente nuevo para ellos, porque no siempre se ha tenido en México acceso a estos datos. Para analizarlos hay que saber un montón de estadística y programación”, dice Vargas Magaña.

Entrega incondicional

Ella contó con el apoyo de Sébastien Fromenteau, investigador francés adscrito al Instituto de Ciencias Físicas (ICF) de la UNAM, quien en entrevista para Tec Review pone el énfasis en la entrega incondicional que representó este proyecto.

“Hubo un gran trabajo anterior para determinar qué tipo de galaxias teníamos. Después fue un trabajo gigantesco de simulaciones numéricas. Es muy satisfactorio ver que después de tantos años de trabajo, sin vacaciones ni fines de semana, finalmente se logró algo”, platica el científico galo.

Es importante mencionar que el proyecto total de eBOSS duró 20 años. En él participaron decenas de investigadores extranjeros de universidades de más de 10 países como Estados Unidos, Chile, Brasil, España, Inglaterra, Francia y China.

Se trata de un buen ejemplo de proyecto colaborativo que ha contribuido a la formación de nuevos científicos de calidad internacional y a la transferencia tecnológica, en beneficio de los países participantes.

(Foto: Cortesía Sébastien Fromenteau)

Un segmento del gran cosmos

En el grupo también destaca Alma Xóchitl González Morales, investigadora del Departamento de Física de la UG, por ser la única persona del país en participar en el proyecto, sin estar adscrita a la UNAM.

Ella expresa, en entrevista para Tec Review, que las observaciones resultaron consistentes con el modelo estándar cosmológico basado en el Big Bang, teoría sobre la expansión acelerada del universo a partir de un punto que explotó hace aproximadamente 14 mil millones de años.

Sin embargo, aclara que en esta investigación solo se logró estudiar un segmento del horizonte del cosmos.

Realmente, con lo visto en este mapa, el más grande hasta el momento, no hemos logrado estudiar ni siquiera todo lo que tenemos disponible de la parte observable del universo”, aclara González Morales.

Al respecto, Axel Ricardo De la Macorra Pettersson Moriel, investigador del IF de la UNAM, dice que aunque del estudio no se desprende un cambio de paradigma astronómico, todavía hace falta profundizar en las conclusiones de eBOSS publicadas recientemente en 20 artículos científicos.

“No ha sido una revolución en sí misma, pero ha permitido tener mucha mayor exactitud y discriminar diferentes modelos alternativos. No hay una sorpresa mayúscula. Hace falta estudiar con más detalle los resultados”, explica este académico.

Sin embargo, De la Macorra Pettersson Moriel considera que las sorpresas teóricas no están del todo descartadas, “porque no está totalmente desentrañada toda la fuerza que pueden tener los datos obtenidos”.

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¿Será posible aterrizar la teoría?

De acuerdo con Octavio Valenzuela, aunque las aplicaciones de este estudio distan de ser evidentes, hay tres grandes campos en que seguramente se comenzarán a ver los frutos en beneficio de la sociedad.

1. Transferencia tecnológica

La interpretación de las observaciones de eBOSS se hizo en algunas de las computadoras más poderosas del mundo, incluidas las de nuestro país.

Cada nación tomó las partes del problema que podía abordar. En el caso de México, la empresa IBM colaboró con Summit, en su momento el sistema de supercómputo más poderoso del mundo.

“Esto implicó la adaptación de este sistema y, en consecuencia, hubo transferencia de tecnología a estudiantes, técnicos e investigadores que, a su vez, la comunicaron a gente que ahora la aplica a biología y medicina. Así se han hecho, por ejemplo, modelos de propagación de Covid-19”.

2. Nuevas tecnologías a partir de los fundamentos de la física

El perfeccionamiento de la cartografía cósmica conlleva el conocimiento más exacto de leyes fundamentales de la física. Aunque, por el momento, no se conoce una aplicación concreta en este sentido, la historia de la ciencia muestra el rumbo a seguir.

“Cuando se determinaron las leyes de la termodinámica, después fue trivial hacer refrigeradores, y ahora todos los tenemos en casa; son algo tan común que podemos decir que no hay demasiada ciencia complicada ahí. Sin embargo, antes se tuvo que llegar a entender cómo se comportaba la energía, el calor y la temperatura. Y creo que lo mismo va a pasar con eBOSS”.

3. Estructura conceptual para resolver problemas sociales

Hace décadas solía creerse que el universo era tan grande que nunca iba a poder medirse. No obstante, actualmente la física ya tiene determinados varios parámetros relacionados con la evolución del cosmos.

“Ahora estamos estudiando la historia del universo con gran detalle. Esto tiene un gran valor filosófico, sobre todo para problemas complejos como Covid-19, cuestiones económicas u otro tipo de problemas tecnológicos”.

“Si algo tan abstracto y aparentemente tan imposible como el mapa del universo se puede plantear, y además se puede llegar a diseñar un experimento para resolverlo, también va a ser posible para todo lo demás”.

El paso siguiente

La cosmología, según De la Macorra, actualmente está viviendo su época dorada y, en un futuro, proyectará aún más su brillo áureo.

“Nunca habíamos avanzado tanto en entender el universo. Nunca había habido tanto interés a nivel internacional en invertir dinero en los diferentes experimentos. Hay más satélites que se van a lanzar, más sondeos que se van a hacer. Es un enorme placer haber podido participar en el principal proyecto de cosmología de los últimos años. Más aún, representó la colaboración de México en el siguiente proyecto que será un paso más allá: mediremos entre 50 y 60 millones de objetos (astronómicos) en un transcurso de cuatro años. Pero ahora estamos celebrando los resultados que se obtuvieron en eBOSS”, cuenta.

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