5.000 ulls robotitzats per investigar l’energia fosca

El físic Albert Michelson va dir a finals del segle XIX que ja s’havien descobert tots els principis de la física i que només caldria refinar els experiments per trobar veritats en el sisè decimal. Pocs anys després naixerien les disciplines de la relativitat i la física quàntica, que van revolucionar de soca-rel el coneixement de la natura i van configurar l’evolució d’un convuls segle XX amb el desenvolupament de tecnologies com l’energia nuclear, el làser, el GPS o els processadors dels telèfons mòbils i ordinadors actuals.

En virtut del principi de precaució, avui dia ningú gosa dir res semblant. Però és que, a més, hi ha evidències que a la física actual se li escapa alguna cosa. Un dels misteris més enverinats als quals s’enfronta avui la comunitat científica és la naturalesa de l’anomenada energia fosca, una entitat que configura gairebé el 70% de tota l’energia de l’Univers i que és responsable que s’expandeixi cada vegada més ràpidament. Malgrat representar la major part d’energia de l’Univers, els científics no tenen ni la més remota idea de què és.

“Que sapiguem, només hi ha dues maneres d’accedir a les propietats de l’energia fosca: estudiar la història de l’expansió de l’univers i estudiar el ritme al qual s’han format les galàxies, els cúmuls de galàxies i les estructures encara més grans”, explica Ramon Miquel, director de l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE). Aquest centre de recerca ha liderat precisament la participació espanyola en un instrument que permetrà estudiar amb més precisió que mai com s’ha expandit l’Univers al llarg de la seva història. S’anomena DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), està format per un cercle de dos metres de diàmetre dividit en deu parts com talls de pizza, a cadascuna de les quals hi ha 500 sensors o “ulls” robotitzats.

Aquest giny s’ha instal·lat al telescopi Nicholas U. Mayall de l’observatori Kitt Peak, situat al desert d’Arizona, als Estats Units, i en el seu disseny i construcció hi han participat prop de 500 científics de 75 institucions de 13 països. Començarà a funcionar a ple rendiment a principis del 2020 i es preveu que observi prop de 5.000 objectes cada 20 minuts, amb només 10 segons de posicionament entre cadascuna d’aquestes 5.000 observacions. L’objectiu científic és que el DESI analitzi la llum de 35 milions de galàxies i més de dos milions de quàsars, que són nuclis de galàxies especialment lluminosos. Aquestes xifres representen un volum d’observació 20 vegades superior al dels dispositius actuals.

Mirar més lluny, mirar més enrere

Un dels avenços més rellevants que aporta el DESI és la capacitat d’observar galàxies i quàsars més llunyans. I en el món de l’astrofísica observar objectes cada cop més llunyans és observar objectes cada vegada més antics. Els instruments actuals han pogut observar fins a entre 7.000 i 8.000 milions d’anys enrere, però el DESI podrà arribar més enllà dels 11.000 milions d’anys, i fer-ho amb més precisió.

Segons Ramon Miquel, “es tracta d’una mesura directa de la història de l’expansió de l’Univers”. A més, “es podrà mirar una època en què, segons el paradigma actual, l’energia fosca no era rellevant”, apunta. Això permetrà obtenir nova informació sobre aquesta entitat misteriosa que porta de cap astrofísics i cosmòlegs.

Càmeres compactes

La participació de l’IFAE en aquest projecte ha consistit en el disseny i desenvolupament d’unes càmeres que serveixen perquè el telescopi apunti al lloc del cel que es vol observar i, malgrat el moviment de la Terra, mantingui els objectes enfocats durant els 20 minuts d’observació. N’hi ha 10, una per a cada part de l'instrument. Es tracta de càmeres amb electrònica, sistema operatiu propi, filtres òptics, sistema de refrigeració i un segellat de nitrogen per evitar la condensació, que captaran una imatge cada segon. Tot això en un espai que no arriba a un cub de cinc centímetres de costat.

També han participat en el projecte l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE) del CSIC i l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), entre altres institucions de l’Estat.