Crean el mapa más grande del universo con 10 billones de píxeles y 2.000 millones de objetos

El universo es realmente vasto. Tan solo en nuestra galaxia, se calcula que existen 100 mil millones de estrellas, y en 2016 se estimó que, en el nuestro universo observable debe de haber en torno a 2 millones de millones de galaxias. Pocas cifras sobrecogen tanto como aquellas que nos hablan sobre el espacio, y aunque en nosotros produzca poco más que una sorpresa momentánea, hay profesionales para los que esta inconmensurabilidad es un verdadero quebradero de cabeza. ¿Qué estudiar? ¿Hacia dónde apuntar nuestros instrumentos cuando ahí afuera hay tanto por observar?¿Qué pistas puede darnos la distribución de esas galaxias?

Cartografiar nuestro vecindario ayuda a orientarse, pero recordemos que estamos hablando de una cantidad de información realmente desbordante y, para ello, hacen falta mapas igual de extensos. En esta misma línea, acaba de ser publicado el mayor mapa jamás confeccionado del universo. Está compuesto por 10 millones de millones de píxeles y, en ellos, se recogen más de 2.000 millones de objetos astronómicos. Es, por ahora, el mapa más detallado en cuestión, tanto de superficie cubierta del cielo y número de objetos.

Megaciencia en su máxima expresión

Se trata de un esfuerzo hercúleo que ha requerido de la colaboración de más de 200 científicos de varias instituciones distintas. El mapa fue tomado durante 1405 noches de observación del cielo repartidas a lo largo de 6 años (2190 días aproximadamente) entre el Observatorio Nacional de Kitt Peak, Observatorio Astronómico Cerro Tololo y el Wide-Field Infrared Survey Explorer. Estamos hablando de, aproximadamente, un petabyte de datos, lo que son 1 millón de gigabytes, como mil discos duros de un tera para una única imagen del cielo nocturno.

Todo esto es un ejemplo paradigmático de megaciencia, un tipo de proyectos científicos que solo se han vuelto viables gracias a la cooperación a gran escala durante las últimas décadas. Tanto la mano de obra como los fondos y la tecnología escasean para este tipo de proyectos, por lo que la unión de proyectos menores bajo un mismo objetivo permite aunar esfuerzos para llegar más lejos de lo que habría conseguido cada uno por separado. No obstante, toda esta noticia tiene una pequeña trampa. El mapa es exactamente tan enorme y lleno de información como hemos indicado, pero tiene tan solo dos dimensiones. Todavía no se han tenido en cuenta las distancias, por lo que tenemos un mapa donde la profundidad no existe.

Cada objeto astronómico ha sido orientado empleando su elevación (a qué altura fue registrado) y su azimut (dándonos, de forma simplificada, cómo de hacia la derecha o la izquierda está el objeto) Esto nos permite construir una bóveda del cielo nocturno donde todos los objetos parecen a la misma distancia, un mapa en dos dimensiones. Popularmente estamos acostumbrados a entender el cielo así, ejemplo de ello son las constelaciones. Tendemos a pensar que, por ejemplo, las estrellas de Casiopea están cerca entre sí, pero es solo cuestión de perspectiva. La más cercana de la constelación está a 54,5 años luz, mientras que la más lejana se encuentra a 610 años luz, más de 10 veces más lejos. Nos parece que están juntas porque nuestro ojo humano no puede distinguir bien su distancia, pero la realidad es otra. Y aquí es donde se revela la verdadera finalidad de este mapa, porque el plan es que en otros 5 años se vuelva tridimensional.

La información del silencio

Dicen en música que los silencios transmiten tanto como las notas y este caso guarda ciertos paralelismos. Posiblemente hayas escuchado que solo el 4% del universo es materia bariónica (la materia que todos conocemos y con la que interactuamos). Sin embargo, el otro 96% no está vacío, ni mucho menos. Un 23% corresponde a otro tipo de materia conocida como “materia oscura” y el 73% que queda sería energía oscura. Esta última la energía oscura, parece estar implicada en la expansión del universo, lo cual significa que allí donde haya energía oscura habrá, posiblemente, menos materia, más espacio aparentemente vacío, o siguiendo nuestra analogía: silencios.

El objetivo de este mapa, a largo plazo, es ese: estudiar la distribución de la energía oscura en el universo. Para conseguirlo, los científicos proponen medir la distancia que nos separa de, unas decenas de millones de los 2.000 millones de objetos plasmados en el mapa bidimensional. De esta forma, se irá estimando la distancia galaxias y quásares por ser fuentes especialmente intensas y fáciles de detectar a grandes distancias”, pero ¿cómo?

Por suerte, los astrofísicos y cosmólogos tienen métodos de lo más robustos para calcular la distancia a la que se encuentra un objeto astronómico. Por ejemplo, una de ellas se aprovecha del hecho de que el universo se está expandiendo. Esto significa que, en cierto modo, todo se está alejando de nosotros, pero no a la misma velocidad. Los objetos más lejanos “huyen” más rápido porque hay más espacio expandiéndose entre nosotros y ellos. A esto se suma el hecho de que, la luz que nos llega de un objeto que se mueve, cambia su longitud de onda (lo que percibimos como cambios en el color) Cuando se aleja tiende a tonos rojizos, cuando se acerca se vuelve azul y la intensidad de estos depende la velocidad a la que lo hagan. De este modo, del “color” podemos inferir la velocidad y de ella la distancia. Puede sonar raro, pero es el efecto Doppler, el mismo que hace que la sirena de una ambulancia que se acerca suene más aguda que cuando se aleja.

Esas son parte de las ventajas de este proyecto, la posibilidad de ir complementándolo para que gane en detalle. Pero mientras tanto, tendremos que conformarnos con un universo absolutamente plano, pero lleno con más objetos de los que podemos contar. Y si lo dudas, te invito a intentarlo, porque el mapa puede ser explorado en la página https://viewer.legacysurvey.org/. Ahora tienes el universo en tus manos.

QUE NO SE LA CUELEN:

• Algunas fuentes indican que, para procesar toda la información del mapa, el superordenador empleado necesitó 100 millones de horas. Haciendo los cálculos resulta que esto equivale a 11415 años, y teniendo en cuenta que la primera ciudad de la historia surgió en Mesopotamia hace aproximadamente 5500 años, parece que algo falla. En realidad, esto se debe a la falta de detalles al dar la información. Normalmente, los superordenadores cuentan con varios núcleos procesando información de forma simultánea (en paralelo). Esto significa que, por ejemplo, si este dato fuera del superordenador japonés Fugaku, con sus siete millones de núcleos, le habría llevado en “tiempo humano” tan solo 14 horas, al repartir esos 11415 años entre sus 7 millones de núcleos.

REFERENCIAS (MLA):

• “Giant Map Of The Sky Sets Stage For Ambitious DESI Survey: Final Data Release From DESI Legacy Imaging Surveys Issued”. Sciencedaily, 2021, https://www.sciencedaily.com/releases/2021/01/210114095805.htm.
• Legacy Survey Sky Browser. 2021, https://viewer.legacysurvey.org/#IC%201811. Accessed 27 Jan 2021.