El mapa més gran del cel per estudiar l’energia fosca

És una bogeria, una raresa, un autèntic trencaclosques que fa anar de bòlit astrofísics de tot el món des que es va descobrir a finals dels anys noranta. ¿Com és que després del Big Bang, ocorregut fa 13.800 milions d’anys, la velocitat a la qual se separen les galàxies les unes de les altres no només no es redueix a causa de la gravetat sinó que s’accelera? La resposta de qualsevol científic expert en el camp seria: no en tenim ni la més remota idea. Hi ha alguna cosa que actua en contra de la gravetat i, d’alguna manera, empeny les galàxies perquè se separin cada vegada més ràpidament. Aquesta cosa s’ha batejat amb el nom d’energia fosca. Representa prop del 70% de l’energia de tot l’univers i és un dels grans misteris de la física contemporània.

Per resoldre’l, els científics han optat per la màxima que diu que si no es pot entendre l’origen d’un problema, es pot començar per descriure’l amb detall. Això és el que estan fent diversos projectes d’astronofísica a tot el món. Un d’ells utilitza un instrument anomenat DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) per cartografiar un nombre de galàxies inèdit fins ara i construir els mapes més complets del cel per trobar-hi pistes sobre l’energia fosca. En el disseny d’aquest giny, situat al telescopi Nicholas U. Mayall de l’observatori Kitt Peak, al desert d’Arizona, hi han participat investigadors de l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE) i l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB).

El DESI es va posar en marxa fa set mesos i ha elaborat un mapa tridimensional de l’univers que conté més de set milions i mig de galàxies, 20 vegades més que cap dels estudis anteriors en el mateix temps. Es preveu que al llarg dels seus cinc anys de funcionament n’inclogui més de 35 milions.

Fotografies de l’evolució de l’Univers

Gràcies a l’anàlisi de la llum que prové d’aquestes galàxies, els astrofísics poden saber a quina distància estan. Com que l’Univers s’expandeix, la llum que hi circula d’alguna manera també s’eixampla, tal com ho faria un dibuix en un globus que s’infla. Això fa que la longitud d’ona de la llum augmenti, cosa que en el cas de la llum visible implica un canvi de color cap a tonalitats més vermelloses. Com que se sap a quin ritme s’expandeix l’Univers, si es mesura amb precisió aquest canvi, es pot assignar una distància a cada galàxia.

Com que les galàxies més llunyanes són més antigues (observem la llum que van emetre fa molt de temps), tota aquesta informació permet obtenir una sèrie de “fotografies de l’evolució de l’Univers”, diu Andreu Font-Ribera, investigador de l’IFAE que participa en el projecte. Els models de l’energia fosca prediuen com han de ser aquestes fotografies a cada època, de manera que si es comparen amb les prediccions es pot acotar com es comporta aquesta entitat misteriosa. Les observacions que s’han fet fins ara indiquen que l’energia fosca actuaria d’una manera recollida a les equacions d’Einstein, però que, curiosament, el físic alemany va qualificar com l’error més gran de la seva carrera. No sabia, esclar, que gairebé 50 anys després de la seva mort es descobriria l’energia fosca. I ara, “gràcies a les observacions de el DESI podrem fer aquesta comparació amb una precisió deu vegades superior a l’actual”, afegeix Font-Ribera.

L’IFAE no només participa en el DESI pel que fa a l’anàlisi de les observacions sinó que també hi ha aportat tecnologia. Més concretament, s’ha encarregat de dissenyar un aparell que permet guiar el telescopi. Aquest instrument és una càmera que ocupa un volum gairebé 100 vegades inferior al de les seves predecessores i que “permet calcular com s’ha de moure el telescopi per seguir les galàxies”, assegura Otger Ballester, enginyer de l’IFAE que ha participat en el disseny i la construcció de la càmera.

L’astrofísica tampoc s’ha escapat dels efectes de la pandèmia. Abans els científics catalans que hi col·laboraven es desplaçaven fins a Arizona per utilitzar el telescopi, però ara, “com que al nostre matí allà és de nit, ho podem fer mentre prenem un cafè des de casa i ens estalviem uns horaris molt pesats”, confessa Font-Ribera.