Increíble telescopio web. Pero el universo es más que eso.

Este nuevo instrumento no puede hacer todo, pero captura parte de la primera luz emitida después del Big Bang, y eso realmente revela maravillas.

WR para The Washington Post
WR para The Washington Post

Suspensión

Después de publicar las primeras imágenes impresionantes del telescopio espacial James Webb de la NASA, un periodista me envió una pregunta por correo electrónico: “¿Webb nos permite ver el universo entero?”

Por supuesto que no, respondí con confianza, y luego me quedé en blanco. naciones. Ojalá este nuevo y sorprendente telescopio pudiera escudriñar los rincones más profundos del universo, ¡casi en los albores de los tiempos! – ¿Por qué no ve todo lo que existe o ha existido alguna vez?

Hice lo que siempre hago cuando estaba confundido acerca de la astrofísica: le envié un correo electrónico a Garth.

Garth Ellingworth es astrónomo de la Universidad de California, Santa Cruz. Desempeñó un papel importante en la imaginación de Webb a finales de los años 80, sabe todo lo que hay que saber sobre el telescopio y responde incluso a mis estúpidas preguntas con prontitud y compasión.

“Solo podemos ver la parte del universo que está dentro del tiempo de luz de nosotros en relación con la edad del universo, así que lo que podemos ver está dentro de una enorme esfera (¡una monstruosidad!), pero no es todo el universo, “, respondió Ellingworth. “El universo puede ser infinito, pero no importa qué. ¡Ser más grande de lo que podemos ver!”

Una nota a pie de página misericordiosa agregó: “Es realmente difícil evitar esto, estoy de acuerdo”.

Dejemos de lado el asombroso tamaño del cerebro y el potencial infinito del universo por un momento. El lanzamiento exitoso, la publicación y los primeros resultados científicos de la web son una gran parte de la astronomía. Pero no se equivoque: el universo no está dispuesto a revelar todos sus secretos.

Los terrícolas nos envolvemos en una lista muy larga y agotadora de cosas que no sabemos. El nuevo telescopio puede alejarse de ellos, pero la mayoría de las incógnitas tendrán que ser abordadas por futuros instrumentos científicos. Y los futuros científicos – aquellos que actualmente están en la escuela primaria, que llenan a los padres con preguntas muy básicas y excelentes, como:

¿Hay vida fuera de la Tierra?

¿Existen civilizaciones extrañas?

¿Cuál es la sustancia básica de la materia y la energía?

¿Por qué se expande el universo y cuál será su destino?

Luego está la pregunta final (algunos teólogos y filósofos pueden querer preguntar): ¿Por qué hay algo en lugar de nada?

El Telescopio Webb, que orbita alrededor del sol a un millón de millas de la Tierra y opera más allá de las expectativas, fue diseñado con algunas incógnitas en mente y no optimizado para resolver algunos otros problemas. El telescopio fue soñado por los científicos en primer lugar. Como una herramienta para capturar parte de la primera luz del universo, emitida poco después del Big Bang, cuando las galaxias pequeñas y desconocidas apenas comenzaban a formarse y aún no se habían convertido en hermosas espirales como Andrómeda o nuestra Vía Láctea.

Los científicos describen estos objetos distantes por su ‘desplazamiento al rojo’: qué tan lejos Sus longitudes de onda de luz se han desplazado hacia el extremo rojo del espectro debido a la expansión del espacio desde el Big Bang. Cuanto mayor sea el corrimiento al rojo, mayor será la distancia de la galaxia en el espacio y el tiempo. Ha habido otros telescopios infrarrojos: el telescopio espacial Spitzer ha detectado ese mundo, e incluso el Hubble ve un pequeño camino en la parte infrarroja del espectro, pero Webb tiene un espejo mucho más grande. Nunca hubo un telescopio que pudiera ver estas galaxias muy tempranas con tanto detalle.

conciencia de abeja

“Es como si la humanidad acabara de recibir un nuevo par de anteojos para el universo distante”, me dijo la astrónoma planetaria Heidi Hamill en un correo electrónico. Al igual que Illingworth, tiene la habilidad de explicar las cosas de manera que la gente común pueda entender. Su correo electrónico continuó: “De repente vimos que esas áreas verdes en las copas de los árboles en realidad estaban formadas por miles de hojas individuales. Lo sospechábamos, pero ahora lo estamos viendo por primera vez”.

El universo tiene una asombrosa propiedad de archivo: la luz. Viaja a una velocidad limitada de aproximadamente 186,000 millas por segundo. Y sigue, y sigue, capaz de atravesar el universo hasta encontrar algo, como una partícula de polvo o el espejo de un telescopio.

La astronomía es una forma de arqueología cósmica, porque todo lo que vemos es una instantánea de un punto en el pasado. Un año luz es una medida de distancia: alrededor de 6 billones de millas. Entonces, cuando vemos algo a cuatro años luz de distancia, vemos la luz de hace cuatro años. Andrómeda, la galaxia grande más cercana, está a unos pocos millones de años luz de distancia. Las primeras galaxias emitieron su luz hace más de 13 mil millones de años.

El científico del proyecto Gene Rigby dijo en una conferencia de prensa el 12 de julio en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, cuando se lanzó el primer lote de imágenes.

Para ver la tenue luz infrarroja se requiere un telescopio que pueda operar en temperaturas extremadamente frías. Esto significa mantenerlo alejado del calor que irradia la tierra. Esto también significa construir un gran espejo que sirva como balde de luz. Los ingenieros han ideado un diseño nuevo y arriesgado: 18 espejos hexagonales maniobrables de forma independiente que actúan como un solo espejo de aproximadamente 21 pies de ancho.

El espejo era tan grande que el telescopio tuvo que plegarse en el lanzamiento en el cono de la nariz del cohete. Mientras corría hacia el espacio, tuvo que abrirse en una serie de delicados procesos de aserrado, como una flor en flor. Esto incluyó la apertura de un delgado parasol de cinco niveles del tamaño de una cancha de tenis.

La NASA y sus socios -las agencias espaciales europea y canadiense- han apostado a que todo esto funcionará a la perfección. Prácticamente no había margen de error. Los ingenieros podían ordenar que el telescopio vibre y vibre si algo se alteraba, pero esta era una opción de emergencia inicial. Webb estaba solo allí, demasiado lejos para que lo arreglaran los astronautas y sin piezas modulares que pudieran intercambiarse, a diferencia del hardware del Hubble.

Anatomía del libro de la prohibición.

Los científicos estaban nerviosos. Los ingenieros estaban nerviosos. Los jefes de la NASA estaban nerviosos. Este reportero estaba entre las personas que pensaban que este telescopio tenía una excelente oportunidad de convertirse en un telescopio de $ 10 mil millones.

“Es imposible transmitir lo difícil que es”, dijo a la multitud el 12 de julio John Mather, físico ganador del Premio Nobel de la NASA por su investigación sobre el universo primitivo y científico jefe del Proyecto Webb.

Pero funcionó, y ahora la atención se está desplazando de la ingeniería asombrosa a la ciencia asombrosa.

Gene Rigby me explica con paciencia lo que Webb puede y no puede hacer. Una cosa que aprendí: incluso a un millón de millas de la Tierra, con este protector solar que proporciona el equivalente a un millón de SPF, la web no está en completa oscuridad. El cielo brilla en la parte infrarroja del espectro debido a la luz solar que rebota en el polvo.

“Es nuestro estúpido sistema solar”, dijo Rigby. “Es la nube del zodiaco. Es la luz de nuestro sistema solar. Estamos atrapados en nuestro sistema solar y no podemos salir de él”.

Ella dijo que la Web probablemente no sería capaz de ver las primeras estrellas, “a menos que seas tan amable de hacerlas estallar para nosotros”. Pero Webb ya descubrió una galaxia que emitió su luz solo 300 millones de años después del Big Bang, un récord que fácilmente rompe récords. Los instrumentos del telescopio pueden realizar espectroscopia sobre esta luz para ver qué elementos están presentes.

“¿Cómo nos hacemos a nosotros mismos?” Rigby pregunta, luego explica lo que quiere decir con esta simple pregunta. “¿Cómo se hace el oxígeno, el carbono, el nitrógeno, el hierro? ¿Cómo se hace la tabla periódica? Creo que va a ser una ciencia realmente importante viniendo de Webb”.

Una de las tareas más emocionantes de Webb será examinar exoplanetas, planetas que orbitan estrellas distantes. Un objetivo desconcertante es Trappist-1, una estrella enana roja orbitada por siete planetas, muchos de los cuales orbitan en lo que se considera la zona habitable donde el agua podría ser líquida en la superficie.

Webb no puede ver estos planetas directamente, recopila información de cómo cambia la luz de las estrellas que los orbitan, pero debe poder discernir si tienen atmósferas. Las estrellas enanas rojas emiten periódicamente violentos estallidos de radiación, y los astrofísicos quieren saber si los planetas alrededor de estas estrellas pueden adherirse a sus atmósferas en medio de esas tormentas estelares. Webb debería responder a eso y potencialmente detectar vapor de agua en la atmósfera, metano y dióxido de carbono. No sería evidencia de vida, pero agudizaría nuestra comprensión de los exoplanetas. Nicole Colon, otra astrofísica de la NASA Goddard, dijo que los futuros telescopios podrían ver no solo la atmósfera sino también las superficies, incluido el “brillo del océano”.

Colon me dijo que tiene curiosidad por saber si el sistema trapense contiene múltiples planetas habitables o, como nuestro sistema solar, solo uno. Y señaló un hecho básico sobre los nuevos instrumentos astronómicos: siempre muestran algo que no estaba en el gráfico.

“No sé si alguna vez resolveremos el universo”, dijo, “porque cada vez que lanzamos algo nuevo, hacemos descubrimientos nuevos e inesperados, y luego tenemos que encontrarlos”.

Aquí hay una pregunta sobre la vida extraterrestre que los científicos algún día podrán responder: ¿Podría ser simplemente un planeta? un poco de vida? ¿Puede la vida sobrevivir en lugares aparentemente áridos como Marte? ¿O es que la vida, cuando gana un punto de apoyo, por lo general se rebela, convirtiendo su entorno en una biosfera completamente asfixiada con seres vivos?

Existe la idea de que o estás muy poblado o no lo estás. No estás un poco vivo si eres un planeta, me dice Sean Dumagal-Goldman, un astrobiólogo de la NASA Goddard. “Pero esto es ocurrencia. El objetivo de la ciencia es que debemos probar esta hipótesis”.

El hecho de que haya tantas incógnitas no debe confundirse con la tonta idea de que no sabemos nada en absoluto. Todo el mundo ha escuchado una versión de esta idea, y no es tanto un argumento intelectual como moral, una especie de disciplina porque reconocemos que podemos dar sentido a nuestra realidad física.

Hagwash. Si viviste hace algunos siglos y le preguntaste a un astrónomo a cuántos años luz se encuentra la galaxia de Andrómeda, la respuesta podría ser “¿Qué es un año luz?”. (También “¿Qué galaxia?”). El poder de la ciencia es que nos dice lo que es verdad, o al menos nos da una mejor aproximación temporal de lo que es verdad, en lugar de lo que nos gustaría creer o parecer obvio a primera vista. Cuando Copérnico derribó el modelo ptolemaico del sistema solar lejos del centro, fue solo un paso en un viaje largo y sorprendente para descubrir cómo encajamos en el universo.

La ciencia, en general, ha tenido tanto éxito durante el último medio milenio que ha elevado el listón para los jóvenes investigadores, particularmente en física. Ver caer una manzana de un árbol ya no te servirá si estás trabajando en una tesis. Es posible que necesite analizar datos de un instrumento completamente nuevo, como el telescopio Webb.

Quizás una de las razones por las que algunas características básicas del universo son tan difíciles de entender es que es escandaloso a primera vista. Está lleno de innumerables billones de estrellas, galaxias, planetas y lunas, así como de organismos complejos que plantean preguntas difíciles sobre por qué existen. Eso es un montón de cosas para descifrar. Si el universo fuera mucho más simple, solo una gran cantidad de hidrógeno y helio flotando, no sería tan misterioso. Sería simplemente una bolsa de gas grande y aburrida. (¡Y ella se postulará para presidente!)

¿Cuál sería el mayor descubrimiento web? Su contribución más importante puede ser simplemente su exitosa difusión como herramienta que produce grandes cantidades de ciencia. Quizás algún día descubramos la gravedad, el destino cósmico y la vida en otros mundos, pero por ahora recordemos que estamos progresando en lo desconocido.

Es casi seguro que la tecnología no puede resolver cada uno de nuestros problemas globales. Ningún telescopio nuevo y elegante alimentará a los hambrientos, promoverá la justicia, pondrá fin a la guerra o suprimirá los peores efectos del cambio climático. Pero cuando aparece algo como Webb, una colaboración entre la NASA, las agencias espaciales internacionales, el sector privado y el genio colectivo de científicos e ingenieros de todo el mundo, nos recuerda que aún podemos hacer las cosas difíciles.

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