Tecnología chilena para descifrar el Fondo Cósmico de Microondas

El norte de Chile posee sin duda los mejores cielos del mundo. El desierto de Atacama destaca de manera especial por su elevado número de noches despejadas -se estiman en un promedio de 330 al año-, por la nitidez de su atmósfera y, por cierto, su gran extensión, características ideales para estudiar uno de los fenómenos que pueden ser clave para descifrar algunos de los mayores enigmas sobre el origen del universo: el Fondo Cósmico de Microondas o CMB por sus siglas en inglés.

¿Qué ocurrió en los primeros instantes durante su formación? ¿Se infló realmente como postulan ciertas teorías? ¿Cuál es la naturaleza misma del universo? Parte de estas respuestas son las que se busca obtener gracias a una nueva tecnología desarrollada íntegramente en Chile por expertos del Centro de Astro-Ingeniería UC e impulsada a través del proyecto Ciencia 2030 UC, iniciativa apoyada por CORFO y ANID para potenciar transferencia tecnológica, la innovación y el emprendimiento de base científico-tecnológica desde las universidades hacia la sociedad.

Se trata de un sistema de calibración para telescopios basado en drones, que ha sido diseñado para operar en los telescopios del Llano de Chajnantor, 50 km. al este de San Pedro de Atacama. Rolando Dünner, astrónomo del Centro de Astro-Ingeniería UC e investigador del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA) que lidera el proyecto, explica que se busca establecer el ángulo absoluto de polarización de la luz que procede del CMB, utilizando estos instrumentos en la Tierra.

Conseguir esta precisión es fundamental, ya que cuando vemos el CMB, estamos captando una señal muy tenue que corresponde a la radiación primordial del universo, cuando éste se formó: “La polarización que necesitamos medir es una propiedad de la luz, relacionada con la dirección en la que se alinean los campos electromagnéticos que recibimos del CMB. Medirla nos permite obtener información muy relevante sobre las condiciones que tenía el universo temprano cuando se formó esta radiación, auténticos vestigios de lo que ocurrió en esos primeros instantes”.

Cuenta que el desarrollo de esta tecnología requirió vencer una serie de obstáculos para el funcionamiento de drones en altura, como por ejemplo conseguir que operarán a más de 5 mil metros sobre el nivel del mar, donde la densidad del aire es mucho menor. “Nuestro mayor desafío fue crear un sistema de metrología capaz de determinar el ángulo de orientación de la fuente de microondas, que va montada en el drone, considerando que éste está sometido a movimientos y vibraciones producto de las ráfagas de viento. Se requiere conocer el ángulo de polarización con una precisión de 0,1 grados”, agrega Dünner.

De esta forma, señala, se podrán diseñar los experimentos necesarios para analizar lo que ocurrió antes de que se formara el CMB. “Podremos, por ejemplo, comprobar la existencia de la Teoría Inflacionaria, la que a su vez nos conduce a una serie de respuestas acerca de la naturaleza cuántica del universo como, por ejemplo, la posibilidad de que existan múltiples universos.

Otro efecto que se podrá analizar es la birrefringencia cósmica, que es una propiedad del vacío que escapa a la física estándar, agrega el astrónomo UC. La física que conocemos nos señala que la polarización de la luz no puede cambiar por el mero hecho de viajar por el espacio vacío y libre de campos magnéticos, pero existen ciertas teorías que postulan el universo podría tener la capacidad de torcer esta polarización. “Si este tipo de rotaciones existen, podremos captarlo analizando el CMB, ya que para llegar hasta nosotros esta radiación ha debido viajar a lo largo de todo el universo. Medir esto requiere conocer con mucha exactitud el ángulo de polarización del telescopio en relación al cielo. Para esto es la tecnología que hemos desarrollado usando drones, de manera tal que podremos alinear los telescopios con una exactitud que hasta ahora no se había podido conseguir”, recalca Rolando Dünner.

Éste desarrollo tecnológico, realizado en nuestro país, abre las puertas a un mejor entendimiento de nuestro cosmos y sus fenómenos primordiales, lo que, sumado a otros instrumentos para observación desde el espacio, abrirá las puertas a una nueva era de descubrimientos astronómicos. La importancia de estos avances es tal, que podrían modificarse paradigmas de la física fundamental, abriendo el camino para una reinterpretación de la física en su conjunto.