El telescopio más grande del mundo permitirá observar el ‘amanecer’ del cosmos

La imagen romántica del astrónomo solitario, que pasa largas y frías noches con el ojo pegado a su telescopio, ya hace tiempo que ha quedado obsoleta. Como mucha ciencia de frontera, hoy la astronomía se hace trabajando en equipos internacionales, utilizando instrumentos sofisticados, como satélites y observatorios que albergan instrumentos que utilizan tecnología puntera. Una tecnología que algún día puede hasta acabar en nuestros bolsillos, como lo que pasó con el CCD (dispositivos de cargas acopladas, por sus siglas en inglés), inventado en 1969 por los físicos Willard Boyle y George E. Smith, galardonados con el Nobel en 2009, y utilizado durante décadas para obtener imágenes astronómicas. Ahora esta tecnología está en la base de cualquier cámara digital.

El proyecto que dentro de unos años promete revolucionar la astronomía y también la tecnología y la geopolítica terrestre se llama SKA, Square Kilometer Array o Conjunto [de antenas] de un Kilómetro 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 extenderá a través de dos continentes, África y Australia, sobre una área de recolección total de 1 km cuadrado, o, lo que es lo mismo, 1 millón de metros cuadrados. Estará formado en su primera fase (SKA-1) por más de 200 antenas parabólicas (dishes) instaladas en una remota zona de Sudáfrica, que captarán las frecuencias más elevadas, y por más de 500 estaciones de conjuntos de aperturas (aperture arrays), con más de 260 antenas por estación, de baja y media frecuencia. Ambas zonas han sido elegida por ser especialmente radioquiet, es decir, sin interferencias de señales de radio debido a que apenas hay habitantes.

Gracias a una técnica llamada interferometría, el conjunto de estas antenas simulará las prestaciones que tendría un solo radiotelescopio con un radio igual la distancia máxima entre las antenas, o las que tendría una combinación de varios radiotelescopios de distintos tamaños a la vez. En una segunda fase, SKA llegará a desplegar 2.000 antenas parabólicas en Sudáfrica y un millón 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 más grande y sensible del mundo, y uno de los proyectos científicos internacionales más importantes de la historia. Se prevé que SKA-1 entrará en funcionamiento en 2020, y SKA-2 unos años después. El coste de la primera fase del proyecto asciende a 650 millones de euros (valor de 2013), y se prevé que entrará en plena fase de construcción en 2018.

De momento, los países miembros del consorcio internacional que lo gestionan son solo 10, pero representan más del 40% de la población mundial: Australia, Canadá, China, India, Italia, Nueva Zelanda, Países Bajos, Reino Unido, República de Sudáfrica y Suecia. España es uno de los países observadores, y está pendiente de tomar una decisión para comprometerse de lleno con el proyecto y mantener una posición privilegiada para sus empresas y científicos.

El reciente encuentro europeo bianual dedicado a la ciencia, ESOF 2016, que se celebró el mes pasado en Manchester, Reino Unido, aclamó este hito científico, entre otras razones porque a pocos kilómetros de la ciudad industrial inglesa está Jodrell Bank, sede de un histórico radiotelescopio, y también cuartel general de SKA desde 2011.

El director de Jodrell Bank, Tim O’Brien, se declara entusiasta del proyecto: “Gracias al área total de recolección, permitirá distinguir detalles inimaginables de objetos astronómicos muy lejanos”. Entre los campos científicos que SKA podrá estudiar, O’Brien destaca sus preferidos. “Por un lado, observar el amanecer cósmico. Gracias a la radiación de fondo de microondas, sabemos qué aspecto tenía el universo después del Big Bang. Sin embargo, hasta el nacimiento de las primeras estrellas y de las primeras galaxias, alrededor de 380.000 años después del Big Bang, el universo vivió su época oscura.  El SKA, observando el hidrógeno atómico, podrá ver ese momento que hasta ahora solo hemos podido simular pero no ver.

SKA-1 entrará en funcionamiento en 2020, y SKA-2 unos años después

Este profesor de astrofísica añade que también le fascina el tema de SETI, el proyecto de búsqueda de vida extraterrestre. "Científicamente, no tenemos idea si existen extraterrestres o si se están comunicando con nosotros. Así que podrías despilfarrar toda tu vida científica y tu tiempo al telescopio buscando una señal que nunca llegará. Sin embargo, si la detectáramos, ¡posiblemente sería el descubrimiento más increíble que podríamos hacer!" El experto explica que SKA tiene dos sistemas ingeniosos para este tipo de observaciones. El primero, mirar en muchas direcciones a la vez. Así puedes observar específicamente tu exoplaneta a la vez que haces otra astronomía. "La otra es que puedes ir a cuestas de otras observaciones: analizando todos los datos que llegan al telescopio. No sé si detectaremos nunca alguna señal, pero sí creo que deberíamos estar mirando”, concluye.

Como explicaba el premio Nobel Brian Schmidt, también en Manchester, “si existen otros seres como nosotros, con SKA-1 podríamos detectar los radares de eventuales aeropuertos en planetas alrededor de unas 10.000 estrellas, y con SKA-2 hasta la señal de televisión de una decena de estrellas cercanas”.

Los números asociados a esta infraestructura son, nunca mejor dicho, astronómicos. Cada segundo producirá alrededor de 150 terabytes (150.000 gigabytes) de datos: prácticamente el equivalente a diez veces el tráfico global de internet cada segundo. Necesitará cada año la friolera de 300 petabytes (300 millones de gigabytes) para almacenar sus datos,  y esto solo en la primera fase. Para comparación, las búsquedas de Google utilizan cada año 98 PB y los archivos subidos cada año a Facebook, 180 PB. Por eso, SKA está colaborando con empresas privadas como IBM, Intel, Nvidia, o Amazon Web Services en búsqueda da las mejores soluciones tecnológicas.

“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 muchísimas aplicaciones y un continente como África se podrá beneficiar muchísimo de esta mejora en las infraestructuras. Además, habrá la necesidad de desarrollar software y algoritmos para procesar y visualizar estos datos: SKA favorecerá la creación de muchos trabajos de alta calificación”. El Nobel Brian Schimdt, que trabaja en la Australian National University, resumía este concepto con una frase: “Hacemos investigación de base porque es interesante, pero los gobiernos la pagan porque es útil”.

Según el director de Jodrell Bank, “SKA es de tan alto nivel, fascinante e icónico, y con tecnología tan puntera, que inspirará a muchos gobiernos y atraerá a mucha gente en el proyecto. Definitivamente, tendrá un impacto brutal en la sociedad”. Es lo que pasó con el propio Jodrell Bank en los 50, continua O’ Brien: “Era la época de la carrera espacial y nuestro radiotelescopio estaba en todos los medios, la gente se subía a las vallas para ver qué pasaba aquí. Hoy la gente lo considera un símbolo de la búsqueda del conocimiento. Lo mismo pasará dentro de 50 años para SKA: será el icono de nuestros intentos de comprender el universo”.

Como explicaba Schmidt con una imagen de las Pléyades en la cueva de Lascaux, en Francia, “las estrellas han unido a los humanos durante miles de años”, y hasta hoy, “la ciencia provee la excusa para trabajar juntos de manera constructiva”. Se llama diplomacia científica: ya en 1963 fue precisamente un radioastrónomo australiano, Chris Christiansen, el que rompió la barrera diplomática con China gracias a una colaboración científica que anticipó de diez años el restablecimiento de los contactos diplomáticos entre los dos países.

Hacemos investigación de base porque es interesante, pero los gobiernos la pagan porque es útil

Brian Schimdt, premio Nobel de Física 2011

Según la periodista sudafricana Sarah Wild, que ha dedicado un libro a SKA, antes de este gran proyecto, “Sudáfrica y Australia solo competían por el rugby o el cricket. De repente, también la radioastronomía se convirtió en un campo de batalla entre los dos países”, al menos hasta que en 2012 se decidió asignar el cotizado proyecto a ambos continentes. “De repente,” continua Wild, “se empezó a mirar a Sudáfrica como un país competitivo en la ciencia, algo a lo que el Sudáfrica democrático no estaba acostumbrado. Durante el apartheid, mi país se conocía por su ciencia, pero era más sórdida: enriquecimiento de uranio, mísiles balísticos y cosas así. Ser considerados líderes en este campo de alta tecnología, pacífico y diferente de lo que te esperarías de un país en vía de desarrollo, ha cambiado el modo en el que nosotros mismos nos vemos”.

Como ha pasado en otras ocasiones, recientemente ha surgido cierta oposición por parte de las comunidades locales hacia este proyecto que abarcará al menos los próximos 50 años. “Cuando se decidió asignar el proyecto a los dos países”, explica la periodista, “hubo mucho júbilo que contrastaba con el afro-pesimismo, bajo el lema que Sudáfrica también puede hacer cosas grandes. En el pequeño pueblo de Carnavon, cerca del sitio donde se construirán las antenas, estaban eufóricos, sobre todo porque por primera vez el pueblo aparecía en los mapas meteorológicos a nivel nacional. Además, era un modo fantástico para fomentar la inversión en una zona escasamente poblada, pobre y con poquísima actividad económica.”

Wild advierte que en Sudáfrica, la pobreza está todavía muy delineada por la raza: los ricos son blancos. Las comunidades blancas y negras tienen expectativas muy diferentes. Al principio, SKA compró dos granjas para construir las 64 antenas precursoras. Ahora tienen que comprar más para construir las antenas en los brazos de la espiral, la forma que adquirirá 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 harían ricos rápidamente y que el desarrollo llegaría velozmente.”

SKA está 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 años explicando en sesiones comunitarias el proyecto y, sinceramente, no creo haya habido ningún otro proyecto astronómico tan atento en involucrar a todo el mundo”, explica. La componente de divulgación y de educación científica del proyecto es muy relevante. “SKA ha pagado un profesor de matemáticas y ciencia para la escuela local. No había 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 educación y la salud. Pero partes del gobierno, sobre todo el ministerio de ciencia y tecnología, se están esforzando mucho. SKA es el niño mimado, tiene auditorias limpias, cumple con los plazos… Aún así, todavía hay alcaldes que no se molestan en venir en la ceremonia de inauguración de los primeros telescopios.”

La pregunta es si Sudáfrica tendrá suficientes conocimientos para estar a la altura de las necesidades de SKA y no tendrá que importar trabajadores de la parte del mundo más rica. “La cuestión no es si ahora tiene bastante talentos, si no si los tendrá 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 años no existía. Y es más: estamos atrayendo a talentos de otros países africanos que vienen a estudiar a Sudáfrica y luego vuelven a sus países”, añade.