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El tamaño si importa

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lunes 20 de agosto de 2007 14:13 COT

A partir del siglo XX los astrónomos y científicos del mundo empezaron a integrar los conocimientos de las diversas ciencias a la exploración espacial de forma mucho más activa. Se empezaron a diseñar aparatos capaces de detectar otras ondas del espectro electromagnético, además de las del espectro visible, por ejemplo. Así la radiación proveniente de lugares recónditos del espacio, como la producida por rayos gamma, rayos X, la infrarroja y las ondas de radio por ejemplo, suministraron información vital sobre el universo que nos rodea, y se inició una especie de nueva revolución científica que aún persiste hasta nuestros días. Ello obligó a los astrónomos a volverse expertos ya no sólo en la observación de constelaciones y objetos celestes, o a dominar los principios matemáticos de la trigonometría esférica, la geometría en general o a ser capaces de calcular trayectorias elípticas, por ejemplo. Debían comprender procesos como la división del átomo, las nuevas partículas subatómicas identificadas en los famosos aceleradores de partículas, e incluso la biología terrestre, para ser capaces de especular sobre las leyes naturales que rigen el universo más allá de nuestro mundo. Así nacieron la astrofísica, la exobiología y la cosmología, por ejemplo.

Pero el deseo de expandir los sentidos del hombre para ver más allá de lo evidente sigue centrado en lo que podamos ver efectivamente. Es como leer una novela que describe las cualidades físicas de una bella mujer. Al final uno preferiría verla, y no sólo imaginarla a partir de los datos suministrados. El primer paso de Neil Armstrong en la luna por ejemplo nunca habría tenido el mismo valor si el mundo no lo hubiera podido atestiguar con sus propios ojos, gracias a las imágenes transmitidas en vivo y en directo hasta las pantallas de sus televisores. Una crónica escrita sobre el evento, por bien escrita que fuere, o por veraz que fuera su contenido, nunca sería equiparable con las imágenes fijadas en nuestra retina del primer paso del hombre en la luna. El interés del público neófito en el tema -como yo-, y más aún el interés de los futuros astrónomos y científicos planetarios, existe gracias a las imágenes a color del Monte Olimpo del planeta Marte, de los valles de metano e hidrocarburos del satélite Titán del planeta Saturno, etc. Y por supuesto también existe gracias a las series de ciencia ficción que nos ponen a soñar con aventuras del otro mundo. Poder ver con nuestros propios ojos la forma de las galaxias, el penacho de un cometa o incluso el brillo de un satélite artificial no es sólo un estímulo, sigue siendo la manera más importante de comprender el cosmos y especular sobre sus causas y efectos, más allá de los tremendos logros que nos han traído las nuevas disciplinas científicas como la astrofísica.

Desde Newton hasta Hubble

Muchos de los grandes científicos del espacio se han caracterizado no sólo por sus habilidades para las matemáticas o la física, sino además por sus inventos para observar el cielo de manera más fidedigna. Desde antes de Newton ya se intuía que telescopios más potentes permitirían ver más lejos. Así nacieron los inmensos telescopios de refracción. Una complicada consecución de lentes bicóncavos y biconvexos, que en esencia eran una lupa muy compleja, no muy diferente a los lentes que usan los miopes, o el sistema de lentes de los prismáticos. Contra más largo el telescopio, mejor, se pensaba. La luz cruza los lentes y es refractada varias veces para lograr la amplificación de la imagen hasta llegar al ojo del observador. Pero la luz es aberrante. Tiende a dividirse en espectros de colores, y al volver a su foco final, el ojo del observador, llega distorsionada. Newton descubrió esto, y empezaron a construirse telescopios con espejos en el fondo que luego reflejaban la imagen hasta llegar al lente del observador. Esto permitió volver a la imagen original. Se trata de telescopios tipo Newton.

Otra revolución fue jugar con los focos de la imagen, que obligaba a construir tubos muy largos para alinear los lentes. Un monje católico amigo de las estrellas, de apellido Cassegrain, llevó al telescopio al siguiente nivel. Hizo que la imagen se reflejara dos veces, en vez de una, acortando así los tubos y permitiendo el empleo de espejos mucho más grandes. Ahora, si bien el tamaño seguía siendo muy importante, ya no lo era tanto en virtud de los largos tubos, sino del diámetro del espejo principal. Pero la curvatura del espejo debía ser perfecta, para evitar efectos como el del astigmatismo, es decir, la imagen de un punto verdadero que se divide en dos o se desvía creando también imágenes alteradas.

Por eso el telescopio de Monte Wilson con su espejo de 1,2 metros de diámetro, aunque era un gran logro, no satisfacía las exigencias del astrónomo Edwin Hubble, pues quería buenas imágenes, pero también quería ver más lejos. Se construyó otro telescopio en Hale, esta vez con un espejo de 2,5 metros. Era tan buena la resolución de este telescopio, que Hubble pudo descubrir que muchas de las nubes y cúmulos de estrellas, eran realidad otras galaxias. Hasta entonces, sólo nuestra propia galaxia, la de la Vía Láctea, se daba como un hecho verificado. Pero más aún, Hubble descubrió que algunas de las galaxias que podía observar tendían a desviar su espectro lumínico al color rojo. Se trataba del efecto Doppler, que daría más tarde lugar a una ley de la astrofísica muy importante, llamada la Ley de Hubble. De acuerdo a la misma, las galaxias se estaban separando entre sí, y cada vez más rápido, además. Esto concordaba con la idea de la evolución del universo de Einstein, según la cual el universo se expande cada vez más. A su vez, estas observaciones llevaron indefectiblemente a la Teoría del Big Bang.

Tamaño y precisión

Sin telescopios de espejos, no hubiéramos podido evitar la aberración de la luz. Sin espejos más grandes, ciertamente no podríamos ver más lejos. Por supuesto la atmósfera y el mal clima son enemigos naturales de la astronomía. Por eso los mejores lugares para observar están en regiones frías y secas, muy lejos de las grandes ciudades cuyas luces también se reflejan en las nubes –y el smog- haciendo más difícil la observación. Por eso telescopios espaciales como el Hubble o el de SOHO son unos privilegiados, pues no tienen que lidiar con nada de eso. Y crear un espejo, digamos de 6 metros de diámetro, con cero errores en su curvatura, es bien complicado. Tallarlo, moldearlo y medirlo requiere incluso de rayos láser, y equipos ópticos muy sofisticados.

Aún así, los rusos lograron crear el telescopio Bolshoi con un espejo de 6 metros de diámetro en 1976. Hay otros observatorios impresionantes, como los del Mauna Kea en Hawai, a unos 4000 metros de altura. La mayoría de los grandes telescopios se encuentran a altitudes superiores a los 2000 metros sobre el nivel del mar, y al norte de la línea imaginaria del Ecuador, claro, pues allí están los países más ricos y avanzados tecnológicamente hablando, con excepción de Australia. Por ende por mucho tiempo se investigó mucho más el cielo del hemisferio del norte, y el que está alrededor de las constelaciones del Zodiaco -la eclíptica, el plano en el que gira la tierra alrededor del sol-, y poco sabíamos comparativamente hablando del sur.

Sin embargo existe hoy en día un complejo de cuatro megatelescopios llamados colectivamente VLT (Very Large Telescope) en el desierto suramericano de Atacama, Chile. Allí, en un lugar conocido como el Cerro Paranal, la Observatorio Europeo del Sor (ESO) dispuso cuatro telescopios reflectores con espejos de 8,2 metros de diámetro cada uno, uno al lado del otro. Las imágenes de los cuatro telescopios son superimpuestas entre sí por interferometría, por lo que el efecto logrado en precisión y calidad de las imágenes equivale a las de un espejo perfecto de 16 metros de diámetro. Se dice que si bien el telescopio Hubble en el espacio tiene un alcance mucho mayor, la resolución de las imágenes del VLT es superior.

Este ha sido un largo paseo por la evolución de la ciencia y la tecnología, y que está más allá de las pretensiones de los aficionados, y que nos contentamos con reconocer la constelación de Orión, el Carro (Osa Mayor), la Osa menor, o así sea algún cráter lunar, supongo yo. O ver las estrellas fugaces en las Pléyades, que se pueden observar justo por esta época desde la latitud y longitud geográfica de Colombia. La evolución de la ciencia ha demostrado hasta la saciedad, que el tamaño sí importa, cuando de las ideas se trata, más que de complicados artefactos tecnológicos o teoremas científicos, cuya simbología escapa hasta al más experto de los arqueólogos, o astrónomos, según como se mire. Al fin y al cabo, no por ver más lejos, se llega más lejos. ¿O si?

Imágenes del Bolshoi de William C. Keel, de la Universidad de Alabama. Imágenes del VLT de ESA. Resto de imágenes de Wikipedia.

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9 comentarios a la entrada “El tamaño si importa”

  1. CIENCIA Y CONCIENCIA
    lunes 20 de agosto de 2007, 16:47 COT
    1

    NOTA A MIS LECTORES: El telescopio SOHO “Chandra” es de rayos X. Si quieren saber más sobre el efecto Doppler hacer clic en el texto anaranjado.

  2. Luis
    mircoles 22 de agosto de 2007, 23:13 COT
    2

    Esto concordaba con la idea de la evolución del universo de Einstein, según la cual el universo se expande

    El articulo esta muy interesante y completo. solo la parte donde hago la cita es que hay un error. Y es muy comun.
    einstein pensaba que el universo ni se expandia ni se contraia, hay que recordar lo que se esribio acerca de hubble (la costante de hubble es la mas incostante de todas las constante) Ya que cuando einstein realizo su teoria en 1916 aun hubble no habia descubierto el resto de las galaxias.
    de hecho para buscar un universo que se mantuviera en equilibrio eintein creo una de las constante mas misteriosa de la fisica, que varias veces ha sido resucitada por varios fisicos. Y al parecer resulta que si existia.
    La constante G, la caul le dio muchos dolores de cabeza, ya que deberia de ser una fuerza repulsiva.
    Luego del descubrimiento de Hubble, el en un arranque le dio el valor de G=0 y lo considero uno de sus mayores errores.
    el tiempo le ha dado la razon a einstein.
    sitter sugirio que las ecuaciones de einstein implicaban una expansion del universo, pero esos trabajos se referian a un universo carente de masa. Fue Friedmann quien resolvio esas ecuaciones para un universo con masa y se dio cuenta que tmbien se expandia de forma natural.
    Pero fue hubble cuando utilizo su telescopio que pudo ver estrellas del tipo Cefeidas en andromedas y utilizando los metodos de calculo de distancia desarrollados por henrietta swan leavitt (Una de las pocas mujeres sobresaliente en astronomia) que pudo calcular la distancia y el universo que hasta ese momento era pequño, casi nuestra propia galaxia, se expandio. Pero ya antes slipher habiahabia calculado la velocidad de la “nebulosa” de andromedas y se percato que esta se acercaba, pero cuando lo dijo, nadie le paro ni medio. Y se perdio el gran descubrimiento.
    Esa en pocas palabras es la historia de como se descubrio la expansion del universo.
    Es muy interesante ya que por lo menos el universo propuesto por sitter era como una silla de montar, y a pesar que einstein tenia simpatia por esa idea, no la publicito mucho.

  3. CIENCIA Y CONCIENCIA
    jueves 23 de agosto de 2007, 08:40 COT
    3

    Hola Luis: Probablemente tengas razón, como casi siempre. Sin embargo un universo en expansión era una conclusión congruente con la ecuación de evolución de Einstein, tendiente a medir la densidad del universo. Esta ecuación indicaba que la densidad del universo disminuye con el tiempo, y dada la ley de la conservación de la materia, la única explicación a este fenómeno sería un universo en expansión. Por otro lado es completamente cierto que la teoría del Big Bang proviene de los años treinta, y las pruebas directas de la misma se empezaron a obtener a partir de 1965, con el descubrimiento de la “radiación de fondo”, es decir las microondas. Yo diría que la ecuación de Hubble fue la consecuencia práctica de sus observaciones, y de alguna manera el inicio de la confirmación de las hipótesis de Einstein. Como absoluto inexperto que soy en la materia, todo esto lo afirmo basado en el texto titulado “Horizontes cósmicos” de Rober Wagoner y Donald Goldsmith, que terminé de leer hace algunas semanas. Gracias por tu comentario y correcciones. THL

  4. Master Yoda
    viernes 24 de agosto de 2007, 00:11 COT
    4

    Ver mas alla en una galaxia muy pero muy lejana nos pone a pensar en lo pequeños que somos y como nuestra imaginación viaja hasta ellos cada noche que vemos una estrella brillante en el firmamento o simplemente en el recuerdo de una noche estrellada, gracias a todas estas personas vemos mas alla de esos peuqueños faros que vemos en las noches y observamos cuan inmensas son en realidad y cuanta belleza poseen.

  5. CIENCIA Y CONCIENCIA
    domingo 26 de agosto de 2007, 14:02 COT
    5

    Master Yoda: Hiciste una magnífica síntesis del artículo. Gracias.

  6. alison
    lunes 27 de agosto de 2007, 19:48 COT
    6

    No lo puedo creer encontre hermosas las fotos es increible las cosas qe puede hacer el hombre ^^ bueno eso mil besos !!

  7. CIENCIA Y CONCIENCIA
    mircoles 29 de agosto de 2007, 12:05 COT
    7

    Hola Alison: Gracias por tu comentario, pero sobre todo gracias por los mil besos. Un abrazote, THILO.

  8. equinoXio » » Nuestro lunático lado oculto
    mircoles 16 de enero de 2008, 14:48 COT
    8

    […] de Platón y de Ptolomeo por ejemplo, grandes intelectuales de la antigüedad. Luego, al aumentar la potencia de los telescopios aún más, se descubrían otros cráteres menos grandes. De ahí que […]

  9. CIENCIA Y CONCIENCIA
    viernes 18 de enero de 2008, 18:46 COT
    9

    NOTA DEL AUTOR: en realidad la resolución del VLT equivaldría a mucho más: “La resolución, en este modo de observación, es similar a la de uno que posea un diámetro semejante a la distancia entre los telescopios (alrededor de 100 metros).”



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