El telescopio m¨¢s grande del mundo permitir¨¢ observar el ¡®amanecer¡¯ del cosmos

La imagen rom¨¢ntica del astr¨®nomo solitario, que pasa largas y fr¨ªas noches con el ojo pegado a su telescopio, ya hace tiempo que ha quedado obsoleta. Como mucha ciencia de frontera, hoy la astronom¨ªa se hace trabajando en equipos internacionales, utilizando instrumentos sofisticados, como sat¨¦lites y observatorios que albergan instrumentos que utilizan tecnolog¨ªa puntera. Una tecnolog¨ªa que alg¨²n d¨ªa puede hasta acabar en nuestros bolsillos, como lo que pas¨® con el CCD (dispositivos de cargas acopladas, por sus siglas en ingl¨¦s), inventado en 1969 por los f¨ªsicos Willard Boyle y George E. Smith, galardonados con el Nobel en 2009, y utilizado durante d¨¦cadas para obtener im¨¢genes astron¨®micas. Ahora esta tecnolog¨ªa est¨¢ en la base de cualquier c¨¢mara digital.

El proyecto que dentro de unos a?os promete revolucionar la astronom¨ªa y tambi¨¦n la tecnolog¨ªa y la geopol¨ªtica terrestre se llama SKA, Square Kilometer Array o Conjunto [de antenas] de un Kil¨®metro Cuadrado. Se trata de un radiotelescopio, es decir, de un telescopio que en lugar de la luz visible detecta las ondas en las frecuencias de radio, invisibles al ojo humano. Este radiotelescopio se extender¨¢ a trav¨¦s de dos continentes, ?frica y Australia, sobre una ¨¢rea de recolecci¨®n total de 1 km cuadrado, o, lo que es lo mismo, 1 mill¨®n de metros cuadrados. Estar¨¢ formado en su primera fase (SKA-1) por m¨¢s de 200 antenas parab¨®licas (dishes) instaladas en una remota zona de Sud¨¢frica, que captar¨¢n las frecuencias m¨¢s elevadas, y por m¨¢s de 500 estaciones de conjuntos de aperturas (aperture arrays), con m¨¢s de 260 antenas por estaci¨®n, de baja y media frecuencia. Ambas zonas han sido elegida por ser especialmente radioquiet, es decir, sin interferencias de se?ales de radio debido a que apenas hay habitantes.

Gracias a una t¨¦cnica llamada interferometr¨ªa, el conjunto de estas antenas simular¨¢ las prestaciones que tendr¨ªa un solo radiotelescopio con un radio igual la distancia m¨¢xima entre las antenas, o las que tendr¨ªa una combinaci¨®n de varios radiotelescopios de distintos tama?os a la vez. En una segunda fase, SKA llegar¨¢ a desplegar 2.000 antenas parab¨®licas en Sud¨¢frica y un mill¨®n de antenas individuales en Australia.

Se trata de un radiotelescopio, es decir, de un telescopio que en lugar de la luz visible detecta las ondas en las frecuencias de radio, invisibles al ojo humano

Se trata del telescopio m¨¢s grande y sensible del mundo, y uno de los proyectos cient¨ªficos internacionales m¨¢s importantes de la historia. Se prev¨¦ que SKA-1 entrar¨¢ en funcionamiento en 2020, y SKA-2 unos a?os despu¨¦s. El coste de la primera fase del proyecto asciende a 650 millones de euros (valor de 2013), y se prev¨¦ que entrar¨¢ en plena fase de construcci¨®n en 2018.

De momento, los pa¨ªses miembros del consorcio internacional que lo gestionan son solo 10, pero representan m¨¢s del 40% de la poblaci¨®n mundial: Australia, Canad¨¢, China, India, Italia, Nueva Zelanda, Pa¨ªses Bajos, Reino Unido, Rep¨²blica de Sud¨¢frica y Suecia. Espa?a es uno de los pa¨ªses observadores, y est¨¢ pendiente de tomar una decisi¨®n para comprometerse de lleno con el proyecto y mantener una posici¨®n privilegiada para sus empresas y cient¨ªficos.

El reciente encuentro europeo bianual dedicado a la ciencia, ESOF 2016, que se celebr¨® el mes pasado en Manchester, Reino Unido, aclam¨® este hito cient¨ªfico, entre otras razones porque a pocos kil¨®metros de la ciudad industrial inglesa est¨¢ Jodrell Bank, sede de un hist¨®rico radiotelescopio, y tambi¨¦n cuartel general de SKA desde 2011.

El director de Jodrell Bank, Tim O¡¯Brien, se declara entusiasta del proyecto: ¡°Gracias al ¨¢rea total de recolecci¨®n, permitir¨¢ distinguir detalles inimaginables de objetos astron¨®micos muy lejanos¡±. Entre los campos cient¨ªficos que SKA podr¨¢ estudiar, O¡¯Brien destaca sus preferidos. ¡°Por un lado, observar el amanecer c¨®smico. Gracias a la radiaci¨®n de fondo de microondas, sabemos qu¨¦ aspecto ten¨ªa el universo despu¨¦s del Big Bang. Sin embargo, hasta el nacimiento de las primeras estrellas y de las primeras galaxias, alrededor de 380.000 a?os despu¨¦s del Big Bang, el universo vivi¨® su ¨¦poca oscura.? El SKA, observando el hidr¨®geno at¨®mico, podr¨¢ ver ese momento que hasta ahora solo hemos podido simular pero no ver.

SKA-1 entrar¨¢ en funcionamiento en 2020, y SKA-2 unos a?os despu¨¦s

Este profesor de astrof¨ªsica a?ade que tambi¨¦n le fascina el tema de SETI, el proyecto de b¨²squeda de vida extraterrestre. "Cient¨ªficamente, no tenemos idea si existen extraterrestres o si se est¨¢n comunicando con nosotros. As¨ª que podr¨ªas despilfarrar toda tu vida cient¨ªfica y tu tiempo al telescopio buscando una se?al que nunca llegar¨¢. Sin embargo, si la detect¨¢ramos, ?posiblemente ser¨ªa el descubrimiento m¨¢s incre¨ªble que podr¨ªamos hacer!" El experto explica que SKA tiene dos sistemas ingeniosos para este tipo de observaciones. El primero, mirar en muchas direcciones a la vez. As¨ª puedes observar espec¨ªficamente tu exoplaneta a la vez que haces otra astronom¨ªa. "La otra es que puedes ir a cuestas de otras observaciones: analizando todos los datos que llegan al telescopio. No s¨¦ si detectaremos nunca alguna se?al, pero s¨ª creo que deber¨ªamos estar mirando¡±, concluye.

Como explicaba el premio Nobel Brian Schmidt, tambi¨¦n en Manchester, ¡°si existen otros seres como nosotros, con SKA-1 podr¨ªamos detectar los radares de eventuales aeropuertos en planetas alrededor de unas 10.000 estrellas, y con SKA-2 hasta la se?al de televisi¨®n de una decena de estrellas cercanas¡±.

Los n¨²meros asociados a esta infraestructura son, nunca mejor dicho, astron¨®micos. Cada segundo producir¨¢ alrededor de 150 terabytes (150.000 gigabytes) de datos: pr¨¢cticamente el equivalente a diez veces el tr¨¢fico global de internet cada segundo. Necesitar¨¢ cada a?o la friolera de 300 petabytes (300 millones de gigabytes) para almacenar sus datos,? y esto solo en la primera fase. Para comparaci¨®n, las b¨²squedas de Google utilizan cada a?o 98 PB y los archivos subidos cada a?o a Facebook, 180 PB. Por eso, SKA est¨¢ colaborando con empresas privadas como IBM, Intel, Nvidia, o Amazon Web Services en b¨²squeda da las mejores soluciones tecnol¨®gicas.

¡°Una de las infraestructuras necesarias para gestionar esta mole de datos son las redes,¡± explica O¡¯Brien, ¡°que tienen que tener una banda suficientemente ancha para poder transferir esta cantidad de datos. La otra es la capacidad de almacenamiento en condiciones de seguridad. Ambas cosas tienen much¨ªsimas aplicaciones y un continente como ?frica se podr¨¢ beneficiar much¨ªsimo de esta mejora en las infraestructuras. Adem¨¢s, habr¨¢ la necesidad de desarrollar software y algoritmos para procesar y visualizar estos datos: SKA favorecer¨¢ la creaci¨®n de muchos trabajos de alta calificaci¨®n¡±. El Nobel Brian Schimdt, que trabaja en la Australian National University, resum¨ªa este concepto con una frase: ¡°Hacemos investigaci¨®n de base porque es interesante, pero los gobiernos la pagan porque es ¨²til¡±.

Seg¨²n el director de Jodrell Bank, ¡°SKA es de tan alto nivel, fascinante e ic¨®nico, y con tecnolog¨ªa tan puntera, que inspirar¨¢ a muchos gobiernos y atraer¨¢ a mucha gente en el proyecto. Definitivamente, tendr¨¢ un impacto brutal en la sociedad¡±. Es lo que pas¨® con el propio Jodrell Bank en los 50, continua O¡¯ Brien: ¡°Era la ¨¦poca de la carrera espacial y nuestro radiotelescopio estaba en todos los medios, la gente se sub¨ªa a las vallas para ver qu¨¦ pasaba aqu¨ª. Hoy la gente lo considera un s¨ªmbolo de la b¨²squeda del conocimiento. Lo mismo pasar¨¢ dentro de 50 a?os para SKA: ser¨¢ el icono de nuestros intentos de comprender el universo¡±.

Como explicaba Schmidt con una imagen de las Pl¨¦yades en la cueva de Lascaux, en Francia, ¡°las estrellas han unido a los humanos durante miles de a?os¡±, y hasta hoy, ¡°la ciencia provee la excusa para trabajar juntos de manera constructiva¡±. Se llama diplomacia cient¨ªfica: ya en 1963 fue precisamente un radioastr¨®nomo australiano, Chris Christiansen, el que rompi¨® la barrera diplom¨¢tica con China gracias a una colaboraci¨®n cient¨ªfica que anticip¨® de diez a?os el restablecimiento de los contactos diplom¨¢ticos entre los dos pa¨ªses.

Hacemos investigaci¨®n de base porque es interesante, pero los gobiernos la pagan porque es ¨²til

Brian Schimdt, premio Nobel de F¨ªsica 2011

Seg¨²n la periodista sudafricana Sarah Wild, que ha dedicado un libro a SKA, antes de este gran proyecto, ¡°Sud¨¢frica y Australia solo compet¨ªan por el rugby o el cricket. De repente, tambi¨¦n la radioastronom¨ªa se convirti¨® en un campo de batalla entre los dos pa¨ªses¡±, al menos hasta que en 2012 se decidi¨® asignar el cotizado proyecto a ambos continentes. ¡°De repente,¡± continua Wild, ¡°se empez¨® a mirar a Sud¨¢frica como un pa¨ªs competitivo en la ciencia, algo a lo que el Sud¨¢frica democr¨¢tico no estaba acostumbrado. Durante el apartheid, mi pa¨ªs se conoc¨ªa por su ciencia, pero era m¨¢s s¨®rdida: enriquecimiento de uranio, m¨ªsiles bal¨ªsticos y cosas as¨ª. Ser considerados l¨ªderes en este campo de alta tecnolog¨ªa, pac¨ªfico y diferente de lo que te esperar¨ªas de un pa¨ªs en v¨ªa de desarrollo, ha cambiado el modo en el que nosotros mismos nos vemos¡±.

Como ha pasado en otras ocasiones, recientemente ha surgido cierta oposici¨®n por parte de las comunidades locales hacia este proyecto que abarcar¨¢ al menos los pr¨®ximos 50 a?os. ¡°Cuando se decidi¨® asignar el proyecto a los dos pa¨ªses¡±, explica la periodista, ¡°hubo mucho j¨²bilo que contrastaba con el afro-pesimismo, bajo el lema que Sud¨¢frica tambi¨¦n puede hacer cosas grandes. En el peque?o pueblo de Carnavon, cerca del sitio donde se construir¨¢n las antenas, estaban euf¨®ricos, sobre todo porque por primera vez el pueblo aparec¨ªa en los mapas meteorol¨®gicos a nivel nacional. Adem¨¢s, era un modo fant¨¢stico para fomentar la inversi¨®n en una zona escasamente poblada, pobre y con poqu¨ªsima actividad econ¨®mica.¡±

Wild advierte que en Sud¨¢frica, la pobreza est¨¢ todav¨ªa muy delineada por la raza: los ricos son blancos. Las comunidades blancas y negras tienen expectativas muy diferentes. Al principio, SKA compr¨® dos granjas para construir las 64 antenas precursoras. Ahora tienen que comprar m¨¢s para construir las antenas en los brazos de la espiral, la forma que adquirir¨¢ este conjunto de antenas. ¡°Y los blancos ven esto como un robo de tierra por parte del gobierno [negro], mientras que los negros opinan que no han recibido bastantes beneficios. Pensaban que se har¨ªan ricos r¨¢pidamente y que el desarrollo llegar¨ªa velozmente.¡±

SKA est¨¢ haciendo un enorme esfuerzo por implicar a las comunidades locales en el desarrollo del telescopio

Sin embargo Wild no cree que se haya trabajado mal para involucrar las comunidades. ¡°He viajado con ellos en todos los pueblos durante muchos a?os explicando en sesiones comunitarias el proyecto y, sinceramente, no creo haya habido ning¨²n otro proyecto astron¨®mico tan atento en involucrar a todo el mundo¡±, explica. La componente de divulgaci¨®n y de educaci¨®n cient¨ªfica del proyecto es muy relevante. ¡°SKA ha pagado un profesor de matem¨¢ticas y ciencia para la escuela local. No hab¨ªa ninguno antes. Ninguna otra escuela de los pueblos de alrededor tiene uno¡±. Pero el gobierno ha sido capaz de construir sobre esto? ¡°Evidentemente SKA no puede sustituir el papel del gobierno que tiene que mejorar la educaci¨®n y la salud. Pero partes del gobierno, sobre todo el ministerio de ciencia y tecnolog¨ªa, se est¨¢n esforzando mucho. SKA es el ni?o mimado, tiene auditorias limpias, cumple con los plazos¡­ A¨²n as¨ª, todav¨ªa hay alcaldes que no se molestan en venir en la ceremonia de inauguraci¨®n de los primeros telescopios.¡±

La pregunta es si Sud¨¢frica tendr¨¢ suficientes conocimientos para estar a la altura de las necesidades de SKA y no tendr¨¢ que importar trabajadores de la parte del mundo m¨¢s rica. ¡°La cuesti¨®n no es si ahora tiene bastante talentos, si no si los tendr¨¢ cuando sean necesarios", explcia la periodista. "SKA es un enorme proyecto de desarrollo humano. Desde 2005, se han entregado unas 800 becas, un capital humano que hace diez a?os no exist¨ªa. Y es m¨¢s: estamos atrayendo a talentos de otros pa¨ªses africanos que vienen a estudiar a Sud¨¢frica y luego vuelven a sus pa¨ªses¡±, a?ade.