Cautivar los sonidos del universo
Los astrónomos que con sus equipos decodifican los registros de marte, las estrellas y otras galaxias
Flavia Tomaello —
Hubo un tiempo en que los teléfonos se ligaban. Uno marcaba un número y, de pronto, no aparecía el destinatario en línea, sino un tercero que nadie sabía cómo había caído en la llamada. La suerte (o desgracia) en ese sentido era inmanejable: cualquiera podía aparecer o no del otro lado. Casi medio siglo después de esas aventuras de los teléfonos de disco, esta es una práctica que instrumentan los científicos que miran el espacio. Sus parlantes intentan captar cualquier sonido o luz del universo para comprender mejor el nuestro, además de intentar generar contacto con otras galaxias. Desde la NASA y otros cientos de centros de investigación que incluyen sitios tan distantes como el desierto de Atacama, en Chile, o la Royal Astronomical Society de
Londres, las noticias se acumulan y algo inesperado empezó a surgir: el sonido de las galaxias.
Zgharta es una ciudad al norte del Líbano donde se cree tuvo lugar parte de la revolución Neolítica, la primera gran transformación de la vida humana del nomadismo a la vida sedentaria. Allí nació Elias Kammoun, que pasó gran parte de su infancia escudriñando el cielo. “Estudié física y luego astrofísica en Beirut –relata–. Mi fascinación es por los agujeros negros y los núcleos galácticos activos”. Su carrera siguió con posgrados y doctorados, y hoy es uno de los astrónomos de la Royal Astronomical Society, quien lidera un equipo concentrado en investigar a los cuásares, una galaxia que en su centro alberga un agujero negro supermasivo con más de un millón de masas solares que atrae materia cercana.
En su más reciente descubrimiento, el equipo localizó una galaxia que emitió el haz de luz más brillante que se haya registrado jamás: 100.000 billones de veces más intenso que el Sol. J1144, como llamaron al cuásar, se encuentra en una galaxia a 9600 millones de años luz. “A pesar de su lejanía –explica–, se encuentra más próxima a nosotros que otras fuentes con la misma carga lumínica, lo que nos permite recabar datos sobre el agujero negro que la alimenta y su hábitat ”. Para su investigación se sirvieron de la información pro vista por cuatro observatorios para calcular el calor de los rayos. “Detectamos que la temperatura alcanza los 350 millones de Kelvin, más de 60.000 veces de la que se registra en la superficie del Sol. Confirmamos que en el agujero negro en el centro del cuásar, la masa que es unas 10 mil millones de veces la del Sol, y crece en el orden de 100 masas solares por año gracias a los astros que ingiere”. Lo curioso en este proceso es que, por primera vez, escucharon “arder” al universo. “Fue muy imperceptible, estamos aún trabajando en la decodificación porque nuestro foco de análisis no estaba en el sentido del oído, pero, como ocurre en los grandes descubrimientos, los científicos tenemos que estar abiertos a las sorpresas”, agrega.
Marte ataca
El Perseverance fue lanzado por la NASA en julio de 2020. Su objetivo era recorrer la superficie del planeta durante al menos un año marciano, unos 687 días terrestres. El gran cambio de interés fue cuando la expedición tomó conocimiento de los sonidos de la experiencia. Incorporó un par de micrófonos que proporcionaron registros sonoros únicos. Además de relevar los emitidos por la nave y sus dispositivos, como las exploraciones de su robot, el valor esencial era escuchar la vida planetaria en el astro rojo.
Baptiste Chide nació en Francia, en Le Mans. Su pasión siempre fue la exploración espacial. Estudió y se integró como científico en el Institut Supérieur de l’aéronautique et de l’espace, que fue responsable del desarrollo de los micrófonos que portó el rover Perseverance para tratar de escuchar a Marte, con Chide a cargo: “Detectamos datos valiosos que no conocíamos: por ejemplo, que el sonido viaja más lentamente en Marte que aquí. Y experimenta un comportamiento errático que aún no hemos logrado desentrañar por completo”. La NASA informó que la mayor lentitud de las ondas de sonido se debe a distintas condiciones, como la densidad de la atmósfera a través de la que viajan, que en el planeta rojo es una centena de veces más fina que la nuestra. Aquí las ondas acústicas tienen una velocidad de 343 m/s; y en Marte, 250 m/s. “Los sonidos agudos se disipan más rápido que los graves. Si dos personas separadas por más de 5 metros intentan conversar en Marte, tendrían problemas para escucharse –sigue Chide–. Investigamos los disturbios que presenta la atmósfera. La turbulencia ayudará a comprender cómo el ambiente interactúa”.
Mientras se estudian las grabaciones del Perseverance, otro equipo acaba de meterse en lo que llaman el Times Square del espacio, buscando cautivar algún sonido del universo. Lidera este proyecto Akshay Suresh, que nació en Madrás, India, se crió en Bombay y trabaja en el equipo de James M. Cordes, en la Universidad de Cornell, Estados Unidos, dedicado a la búsqueda de inteligencia extraterrestre y a técnicas de procesamiento de señales en galaxias vecinas. “La mayor parte del espacio es una vasta extensión vacía puntuada con señales en numerosas frecuencias debido a fenómenos astrofísicos cerca de planetas, estrellas y sus restos –explica Suresh–. Estas señales se encuentran fuera del rango de frecuencias audibles para el ser humano. Sin embargo, la NASA ha liderado proyectos de “sonificación” para mapear artificialmente frecuencias inaudibles en el rango que los humanos sí podemos escuchar. De esa forma podemos hacer audibles los fenómenos astrofísicos”.
La Breakthrough Listen Investigation for Periodic Spectral Signals (Investigación de escucha innovadora para señales espectrales periódicas) es la división dirigida por Suresh, vanguardia en la detección de emisiones sistémicas de la Vía Láctea. Se concentra en rastrear y registrar patrones repetitivos en el espacio cercano, para lo que desarrollaron un software llamado BLIPSS. Su arquitectura está basada en Inteligencia Artificial para hacerlo más sensible a las secuencias periódicas de pulsos, que se consideran las más veloces para atravesar el vecindario lácteo. “Citando la Teoría Especial de la Relatividad de Einstein, nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz en el vacío. Las ondas de radio transportan la menor energía entre todas las longitudes de onda de la luz. Comparando diferentes opciones, las transmisiones de radio ofrecerían la forma energéticamente más barata de comunicación interestelar rápida entre mundos alienígenas– añade –. La ventaja de usar señales pulsadas esquela transmisión se enciende sólo en la duración de sus pulsos. Por el contrario, una baliza fija debe funcionar continuamente. Por lo tanto, mediante el uso de señales pulsadas, una parte transmisora puede ahorrar energía al reducir el tiempo que debe estar encendida su antena transmisora”.
La inteligencia artificial ha sido de gran valor para ayudar a los astrónomos a discernir señales reales del ruido de fondo y la interferencia con una intervención humana mínima o nula. Un ejemplo reciente es un estudio dirigido por Peter Ma, en la Universidad de Toronto, que desarrollaron un algoritmo de aprendizaje automático para seleccionar ocho posibles señales de interés de una multitud de interferencias y ruido de fondo en los datos del Telescopio Green Bank en Virginia Occidental. ¿Por qué escuchar en medio de la Vía Láctea? “En promedio, una de cada cinco estrellas alberga un planeta del tamaño de la Tierra que puede ser potencialmente habitable –dice Suresh–. Podemos maximizar nuestras posibilidades de encontrar signos de tecnología alienígena mirando hacia el centro de nuestra galaxia. Desde la perspectiva de la teoría de juegos, el núcleo de la Vía Láctea es un probable punto de Schelling, la teoría que afirma que cuando dos emisores no pueden comunicarse, tienden a elegir patrones específicos que les resultan relevantes. Así diferentes mundos alienígenas podrían establecer comunicación sin contacto previo”.
BLIPSS ha sido la puerta perfecta para mejorar significativamente la probabilidad de registrar pruebas tecnológicas de vida extraterrestre al apuntar a la región central de la Vía Láctea. “Es la franja más tentadora donde ahondar las investigaciones porque se trata de un espacio de densa concentración de estrellas y exoplanetas potencialmente habitables”, afirma Suresh. Este sería, además, según el equipo del especialista, el sitio perfecto que podrían elegir los extraterrestres que deseen conectarse con la Galaxia. Prestar atención a Suresh hace pensar que escuchar extraterrestres es una realidad inminente. “Nuestro estudio intentó encontrar evidencia de extraterrestres inteligentes al monitorear el cielo en busca de patrones repetitivos producidos por sus tecnologías. Buscamos series de pulsos que se repitieran de un modo similar a los pulsos que se usan en las transmisiones de radar. Des afortunadamente, nuestras búsquedas no revelaron ninguna señal pulsante indicativa de tecnologías alienígenas que residen en casi 600.000 estrellas estudiadas en el centro de nuestra galaxia. Pero estamos expandiendo nuestras búsquedas utilizando múltiples radio-telescopios distribuidos por todo el mundo. Al hacerlo, aspiramos a extraer vastos espacios de parámetros inexplorados de señales, por ejemplo, tasa de repetición, ancho de banda y brillo de pulso promedio. No los hemos escuchado, pero mantenemos los oídos alertas”.
Hubo un tiempo en que los teléfonos se ligaban. Uno marcaba un número y, de pronto, no aparecía el destinatario en línea, sino un tercero que nadie sabía cómo había caído en la llamada. La suerte (o desgracia) en ese sentido era inmanejable: cualquiera podía aparecer o no del otro lado. Casi medio siglo después de esas aventuras de los teléfonos de disco, esta es una práctica que instrumentan los científicos que miran el espacio. Sus parlantes intentan captar cualquier sonido o luz del universo para comprender mejor el nuestro, además de intentar generar contacto con otras galaxias. Desde la NASA y otros cientos de centros de investigación que incluyen sitios tan distantes como el desierto de Atacama, en Chile, o la Royal Astronomical Society de
Londres, las noticias se acumulan y algo inesperado empezó a surgir: el sonido de las galaxias.
Zgharta es una ciudad al norte del Líbano donde se cree tuvo lugar parte de la revolución Neolítica, la primera gran transformación de la vida humana del nomadismo a la vida sedentaria. Allí nació Elias Kammoun, que pasó gran parte de su infancia escudriñando el cielo. “Estudié física y luego astrofísica en Beirut –relata–. Mi fascinación es por los agujeros negros y los núcleos galácticos activos”. Su carrera siguió con posgrados y doctorados, y hoy es uno de los astrónomos de la Royal Astronomical Society, quien lidera un equipo concentrado en investigar a los cuásares, una galaxia que en su centro alberga un agujero negro supermasivo con más de un millón de masas solares que atrae materia cercana.
En su más reciente descubrimiento, el equipo localizó una galaxia que emitió el haz de luz más brillante que se haya registrado jamás: 100.000 billones de veces más intenso que el Sol. J1144, como llamaron al cuásar, se encuentra en una galaxia a 9600 millones de años luz. “A pesar de su lejanía –explica–, se encuentra más próxima a nosotros que otras fuentes con la misma carga lumínica, lo que nos permite recabar datos sobre el agujero negro que la alimenta y su hábitat ”. Para su investigación se sirvieron de la información pro vista por cuatro observatorios para calcular el calor de los rayos. “Detectamos que la temperatura alcanza los 350 millones de Kelvin, más de 60.000 veces de la que se registra en la superficie del Sol. Confirmamos que en el agujero negro en el centro del cuásar, la masa que es unas 10 mil millones de veces la del Sol, y crece en el orden de 100 masas solares por año gracias a los astros que ingiere”. Lo curioso en este proceso es que, por primera vez, escucharon “arder” al universo. “Fue muy imperceptible, estamos aún trabajando en la decodificación porque nuestro foco de análisis no estaba en el sentido del oído, pero, como ocurre en los grandes descubrimientos, los científicos tenemos que estar abiertos a las sorpresas”, agrega.
Marte ataca
El Perseverance fue lanzado por la NASA en julio de 2020. Su objetivo era recorrer la superficie del planeta durante al menos un año marciano, unos 687 días terrestres. El gran cambio de interés fue cuando la expedición tomó conocimiento de los sonidos de la experiencia. Incorporó un par de micrófonos que proporcionaron registros sonoros únicos. Además de relevar los emitidos por la nave y sus dispositivos, como las exploraciones de su robot, el valor esencial era escuchar la vida planetaria en el astro rojo.
Baptiste Chide nació en Francia, en Le Mans. Su pasión siempre fue la exploración espacial. Estudió y se integró como científico en el Institut Supérieur de l’aéronautique et de l’espace, que fue responsable del desarrollo de los micrófonos que portó el rover Perseverance para tratar de escuchar a Marte, con Chide a cargo: “Detectamos datos valiosos que no conocíamos: por ejemplo, que el sonido viaja más lentamente en Marte que aquí. Y experimenta un comportamiento errático que aún no hemos logrado desentrañar por completo”. La NASA informó que la mayor lentitud de las ondas de sonido se debe a distintas condiciones, como la densidad de la atmósfera a través de la que viajan, que en el planeta rojo es una centena de veces más fina que la nuestra. Aquí las ondas acústicas tienen una velocidad de 343 m/s; y en Marte, 250 m/s. “Los sonidos agudos se disipan más rápido que los graves. Si dos personas separadas por más de 5 metros intentan conversar en Marte, tendrían problemas para escucharse –sigue Chide–. Investigamos los disturbios que presenta la atmósfera. La turbulencia ayudará a comprender cómo el ambiente interactúa”.
Mientras se estudian las grabaciones del Perseverance, otro equipo acaba de meterse en lo que llaman el Times Square del espacio, buscando cautivar algún sonido del universo. Lidera este proyecto Akshay Suresh, que nació en Madrás, India, se crió en Bombay y trabaja en el equipo de James M. Cordes, en la Universidad de Cornell, Estados Unidos, dedicado a la búsqueda de inteligencia extraterrestre y a técnicas de procesamiento de señales en galaxias vecinas. “La mayor parte del espacio es una vasta extensión vacía puntuada con señales en numerosas frecuencias debido a fenómenos astrofísicos cerca de planetas, estrellas y sus restos –explica Suresh–. Estas señales se encuentran fuera del rango de frecuencias audibles para el ser humano. Sin embargo, la NASA ha liderado proyectos de “sonificación” para mapear artificialmente frecuencias inaudibles en el rango que los humanos sí podemos escuchar. De esa forma podemos hacer audibles los fenómenos astrofísicos”.
La Breakthrough Listen Investigation for Periodic Spectral Signals (Investigación de escucha innovadora para señales espectrales periódicas) es la división dirigida por Suresh, vanguardia en la detección de emisiones sistémicas de la Vía Láctea. Se concentra en rastrear y registrar patrones repetitivos en el espacio cercano, para lo que desarrollaron un software llamado BLIPSS. Su arquitectura está basada en Inteligencia Artificial para hacerlo más sensible a las secuencias periódicas de pulsos, que se consideran las más veloces para atravesar el vecindario lácteo. “Citando la Teoría Especial de la Relatividad de Einstein, nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz en el vacío. Las ondas de radio transportan la menor energía entre todas las longitudes de onda de la luz. Comparando diferentes opciones, las transmisiones de radio ofrecerían la forma energéticamente más barata de comunicación interestelar rápida entre mundos alienígenas– añade –. La ventaja de usar señales pulsadas esquela transmisión se enciende sólo en la duración de sus pulsos. Por el contrario, una baliza fija debe funcionar continuamente. Por lo tanto, mediante el uso de señales pulsadas, una parte transmisora puede ahorrar energía al reducir el tiempo que debe estar encendida su antena transmisora”.
La inteligencia artificial ha sido de gran valor para ayudar a los astrónomos a discernir señales reales del ruido de fondo y la interferencia con una intervención humana mínima o nula. Un ejemplo reciente es un estudio dirigido por Peter Ma, en la Universidad de Toronto, que desarrollaron un algoritmo de aprendizaje automático para seleccionar ocho posibles señales de interés de una multitud de interferencias y ruido de fondo en los datos del Telescopio Green Bank en Virginia Occidental. ¿Por qué escuchar en medio de la Vía Láctea? “En promedio, una de cada cinco estrellas alberga un planeta del tamaño de la Tierra que puede ser potencialmente habitable –dice Suresh–. Podemos maximizar nuestras posibilidades de encontrar signos de tecnología alienígena mirando hacia el centro de nuestra galaxia. Desde la perspectiva de la teoría de juegos, el núcleo de la Vía Láctea es un probable punto de Schelling, la teoría que afirma que cuando dos emisores no pueden comunicarse, tienden a elegir patrones específicos que les resultan relevantes. Así diferentes mundos alienígenas podrían establecer comunicación sin contacto previo”.
BLIPSS ha sido la puerta perfecta para mejorar significativamente la probabilidad de registrar pruebas tecnológicas de vida extraterrestre al apuntar a la región central de la Vía Láctea. “Es la franja más tentadora donde ahondar las investigaciones porque se trata de un espacio de densa concentración de estrellas y exoplanetas potencialmente habitables”, afirma Suresh. Este sería, además, según el equipo del especialista, el sitio perfecto que podrían elegir los extraterrestres que deseen conectarse con la Galaxia. Prestar atención a Suresh hace pensar que escuchar extraterrestres es una realidad inminente. “Nuestro estudio intentó encontrar evidencia de extraterrestres inteligentes al monitorear el cielo en busca de patrones repetitivos producidos por sus tecnologías. Buscamos series de pulsos que se repitieran de un modo similar a los pulsos que se usan en las transmisiones de radar. Des afortunadamente, nuestras búsquedas no revelaron ninguna señal pulsante indicativa de tecnologías alienígenas que residen en casi 600.000 estrellas estudiadas en el centro de nuestra galaxia. Pero estamos expandiendo nuestras búsquedas utilizando múltiples radio-telescopios distribuidos por todo el mundo. Al hacerlo, aspiramos a extraer vastos espacios de parámetros inexplorados de señales, por ejemplo, tasa de repetición, ancho de banda y brillo de pulso promedio. No los hemos escuchado, pero mantenemos los oídos alertas”.
http://indecquetrabajaiii.blogspot.com.ar/. INDECQUETRABAJA
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