Europa lanza ‘Euclid’ para entender los dos mayores enigmas de universo

La expansión acelerada del universo es uno de los mayores enigmas conocidos. En el tiempo que se tarda en leer esta frase, unos seis segundos, el universo se habrá expandido unos 420 kilómetros. En unos minutos, al final de este artículo, habrá crecido 25.000 kilómetros, el doble del diámetro de la Tierra. La presunta responsable es la energía oscura, una misteriosa fuerza de repulsión que lleva 10.000 millones de años ampliando las fronteras del universo y continuará durante mucho tiempo más, hasta que el cosmos sea un enorme espacio vacío, frío y muerto.

Esta semana, la Agencia Espacial Europea (ESA) lanza Euclid, la mayor misión espacial de la historia diseñada para entender la energía oscura, que compone el 70% del universo. Su segundo objetivo es estudiar la igualmente desconocida materia oscura, que explica otro 25% del cosmos. La materia oscura es invisible, pero ejerce la fuerza de gravedad que mantiene unidas a las galaxias y los cúmulos de galaxias —el 5% del universo que sí entendemos— y hace posible que existan miles de millones de sistemas solares, incluido el nuestro.

La guerra de Ucrania ha estado a punto de frustrar esta espectacular misión en busca de conocimiento. El telescopio Euclid, un ingenio de 600 millones de euros, debía despegar este año a bordo de un cohete ruso Soyuz. Es algo imposible por el bloqueo económico a Rusia. El único otro billete disponible era a bordo de un cohete Ariane que saldría, tal vez, en 2025. Los científicos e ingenieros de la misión han corrido contrarreloj para reconfigurar la misión y adaptarla a las sacudidas y vibraciones de otra nave que sí está lista para despegar este año: un cohete reutilizable Falcon 9 fabricado por la empresa SpaceX del magnate Elon Musk. El despegue está previsto para el sábado a las 17:11, hora peninsular, desde Cabo Cañaveral (Estados Unidos).

El destino de Euclid es el segundo punto de Lagrange, a un millón y medio de kilómetros de la Tierra. Allí las fuerzas de gravedad del Sol y la Tierra se equilibran, de forma que el telescopio permanece estable y puede explorar el cielo con más nitidez que los telescopios terrestres.

La tarea de este telescopio es titánica: determinar la forma y la distancia de 2.000 millones de galaxias distribuidas por un tercio de todo el cielo. Con ese material se compondrá un gran mapa del universo en tres dimensiones a la que se sumará una cuarta: el tiempo. En astronomía, cuanto más lejos está un objeto más antiguo es, y Euclid podrá ver el universo desde la actualidad hasta hace 10.000 millones de años.

“Si te imaginas un pan de molde, cada rebanada sería una foto donde las galaxias que salen están a la misma distancia”, explica Guadalupe Cañas, cosmóloga de la misión. “Veremos muchas galaxias no como son ahora, sino como eran en el pasado. Comparando todas las rebanadas podremos tener una idea de la evolución cósmica del universo”, explica.

La teoría del Big Bang dice que el universo nació hace 13.800 millones de años por la explosión de un punto de infinita densidad y temperatura mucho más pequeño que un grano de arena. Durante sus primeros compases fue totalmente oscuro y relativamente pequeño. La primera luz llegó con las primeras estrellas hace unos 200 millones de años, que después se comenzaron a agrupar en galaxias y en cúmulos. Se piensa que la energía oscura comenzó a ejercer su actual fuerza de repulsión cuando el universo tenía 3.000 millones de años, y desde entonces su fuerza no ha dejado de acelerarse. Esto hace que el universo actual esté cada vez más vacío y que las galaxias y cúmulos sean islas cada vez más alejadas.

“Una de las preguntas que pretendemos responder es si la velocidad de expansión ha cambiado a lo largo de la historia del universo”, explica Xavier Dupac, científico de operaciones de Euclid. “Einstein pensaba que el universo permanecía estático, pero no es así. Si comprobamos que la velocidad de expansión se mantiene a la velocidad presente, podremos predecir el futuro del universo. Si no se detiene, las galaxias se desmenuzarán y los planetas se alejarán de sus estrellas. El universo seguirá existiendo, pero ya no habrá vida ni planetas”, detalla el científico. Las buenas noticias son que el universo “aún está en su infancia”, y ese final no llegará hasta que tenga 100 veces la edad actual, añade.

El telescopio Euclid lleva una lente de 1,2 metros de diámetro y dos cámaras, una de luz visible y otra infrarroja, que también le servirán para entender cómo actúa la materia oscura. Nuestro sistema solar es uno entre 100.000 millones dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, que a su vez forma parte del grupo local de galaxias, que son parte del supercúmulo de Virgo, englobado a su vez en el supercúmulo de Laniakea. Se piensa que la materia oscura es crucial para mantener todo este andamiaje cosmológico.

El telescopio europeo será capaz de captar la presencia de materia oscura porque su fuerza de gravedad deformará la luz de las galaxias y permitirá calcular cuánta hay y dónde está, explica Cristóbal Padilla, cosmólogo del Instituto de Física de Altas Energías de Barcelona, que lleva 10 años trabajando en el desarrollo de Euclid. “Como vamos a ver muchas galaxias de tiempos muy distintos, vamos a poder entender mejor la evolución y distribución de la materia oscura, tanto dentro de las galaxias, como entre ellas, pues creemos que es la responsable de agrupar los diferentes cúmulos y supercúmulos de galaxias”, detalla.

Tras el despegue del sábado, Euclid tardará un mes en alcanzar el segundo punto de Lagrange. Tras dos meses de calibración, comenzará sus operaciones científicas. El telescopio operará al menos durante seis años y obtendrá unas 150.000 imágenes de alta resolución. En 2027 se le unirá Roman, un telescopio espacial de la NASA que también investigará el “universo oscuro”.

“En ciencia, la pregunta más importante siempre es la siguiente”, explica Padilla. “Esta misión no responderá todas, pero nos puede hacer avanzar mucho en la comprensión de toda esta parte de la gravedad que desconocemos”.

La geometría del universo oscuro

El nombre de la misión homenajea al matemático griego Euclides de Alejandría, que vivió en el siglo IV antes de nuestra era y que inventó la geometría. La densidad de materia y energía en el universo está relacionada con esta disciplina matemática. La misión Euclid involucra a un consorcio de 2.000 científicos de 14 países, incluida España, que tiene un importante papel en toda la misión. Los datos científicos se recibirán y almacenarán en el centro de la ESA de Villanueva de la Cañada, a las afueras de Madrid. Universidades, centros de investigación y 10 empresas españolas han participado en su construcción. Más de 100 científicos en unas 20 instituciones del país trabajan en la explotación científica de la misión. De las alrededor de 80 empresas europeas que han construido Euclid, ocho son españolas.

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