Metodologa de la Investigacin 4MM5

ESCUCHANDO EL UNIVERSO

El lenguaje de la luz

El universo habla, se comunica con nosotros, contina e incansablemente grita, berrea, susurra,

canta, todo al mismo tiempo, nunca calla y todo a travs del nico lenguaje que conoce, la luz. Es a

travs de este fenmeno que el universo nos revela sus ms oscuros y fascinantes secretos, que solo

somos capaces de comprender en la medida que nuestro desarrollo cientfico y tecnolgico nos lo

permite.

Todo lo que se conoce sobre el universo es gracias a la informacin que la luz ofrece despus de

originarse en un remoto lugar, viajar millones de kilmetros por millones de aos a travs de sitios

misteriosos e insondables para que, fortuitamente, en medio de otro remoto lugar arribe a un

pequeo planeta azul y sea capturada por alguno de los tantos instrumentos con los que cuentan

los astrnomos, quienes deben valerse de sus conocimientos sobre la naturaleza para interpretar lo

que ella contiene.

La luz tiene distintas facetas segn la magnitud de su amplitud, su modo de polarizacin y la

frecuencia con la que oscile, depende de la fuente de la que fue emitida y de los obstculos

sorteados para alcanzar nuestros dispositivos. Debido a nuestra naturaleza, definida por las

condiciones que prevalecen en nuestro mundo, nuestro ojo solo es capaz de detectar aquellos rayos

de luz con longitudes de onda entre los 400 nm y 700 nm, suficientes para observar una limitada

cantidad de estrellas, nebulosas, los 7 planetas ms prximos a la Tierra y un puado de galaxias

cercanas, aunque completamente ciegos para la exploracin de atmosferas extraterrestres,

sistemas planetarios en nacimiento y un gran nmero de fenmenos que emiten luz en frecuencias

invisibles tanto a nuestros ojos, como a los instrumentos que operan en el mismo rango de

frecuencia.

La nfima porcin que nuestros sentidos son capaces de detectar limitan enormemente nuestra

comprensin del espacio, es por ello que se recurre al empleo de otras regiones del espectro de la

luz, capaces de develarnos mundos y realidades muy distintas a las que conocemos.

Es cuando la radioastronoma entra en juego, esta rama de la astronoma estudia aquellos

fenmenos y objetos celestes que suceden a bajas frecuencias en el espectro electromagntico del

radio siendo todas aquellas que estn por debajo de la radiacin infrarroja, como el tipo de

frecuencia con la que se transmite la televisin y la radio, de ah su nombre. Se trata de una ciencia

muy reciente cuya aparicin data de comienzos del siglo pasado cuando el ingeniero Karl Jansky

trabajador de Bell Telephone Laboratories captur por primera vez seales de radio provenientes

del centro de la Va Lctea. Pero no fue hasta finales de la segunda guerra mundial con el portentoso

avance tecnolgico que se detona el desarrollo de la radioastronoma.

Pero, exactamente qu clase de fenmenos podemos ver a travs de seales de radio?

Detrs de la cortina de arena

Imaginemos que estamos de viaje por los extensos desiertos del Sahara como parte de una gran

caravana que se interna en lo profundo de un mar de dunas. Todos los integrantes de la caravana

llevamos consigo un radio que nos mantendr comunicados ante cualquier percance. El camello

sandraNota adhesivaal

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sandraNota adhesivaCules condiciones?

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sandraNota adhesivaRedaccin

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sandraNota adhesivaCALIFICACIN: 9El artculo es muy interesante y en lneas generales est bien realizado; sin embargo, aun hay partes sumamente especializadas para un artculo de divulgacin.

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frente a nosotros est a solo 1 metro de distancia, mientras que aquel detrs nuestro a solo 2 m

aproximadamente, esto se concluye a partir de una simple observacin. Sin embargo las condiciones

en el desierto en ocasiones son impredecibles, jugndonos una mala pasada, levantando una gran

tormenta de arena que se aproxima hacia nosotros. Imposibilitados para evadirla, dada su cercana,

nos resignamos a cubrirnos la cara, encender los radios y apearnos de nuestros camellos esperando

pacientemente su llegada. Ya dentro de la tormenta asomamos un ojo entre la palestina que

protege nuestro rostro para asegurarnos que nuestros compaeros siguen, en el mismo sitio, previo

al impacto de la tormenta. Y cul es nuestra sorpresa al descubrir que no podemos ver

absolutamente nada, ms que una espesa cortina griscea por doquier; entonces, tomamos los

radios y al sintonizarlos en la misma frecuencia, podemos comunicarnos con el resto de la caravana

quienes nos reportan que se encuentran bien, asentados en la misma posicin donde nos atrap la

tormenta.

Algo parecido sucede en el universo, las galaxias que por su posicin y orientacin respecto a la

tierra se muestran de canto, tal y como ocurre con nuestra Va Lctea, sus centros galcticos son

imposibles de observar por la relativa gran densidad de polvo estelar concentrado en el disco de la

galaxia de la misma forma que la visibilidad es limitada en una tormenta de arena, empero la

radiacin de radio proveniente del centro de la galaxia fcilmente pasa a travs de todo este polvo

csmico llegando hasta nuestros instrumentos, permitiendo a los astrnomos observar lo que

sucede detrs de regiones con alta concentracin de gas y polvo estelar.

En busca de vida extraterrestre.

Estamos solos en el universo? es una de las preguntas mximas elementales que nos hemos

planteado como humanidad, que es solo hasta los ltimos aos que se ha tratado con seriedad.

Por supuesto que no hablamos de las grotescas y fantsticas descripciones sobre avistamientos de

platillos voladores hechas por fanticos y oportunistas uflogos que carecen tanto de pruebas como

de un mayor anlisis, si no de estudios y exploraciones realizadas por cientficos con estricto apego

al mtodo cientfico.

Uno de estos estudios involucra directamente a la radioastronoma que consiste en el anlisis de la

composicin atmosfrica de cuerpos celestes. La atmosfera es la mezcla de gases que circunda a un

objeto del espacio y cuya constitucin depende del tamao y temperatura del objeto, as como las

condiciones externas en las que se desempea. Para que un planeta sea propenso a albergar vida

tal y como la conocemos debe contar con una atmosfera muy especfica, muy parecida a la nuestra.

Para que las molculas de la atmosfera se formen se requiere que el medio donde se encuentran

sus elementos este a una temperatura relativamente baja, quienes emiten fotones de baja energa

en el espectro del radio.

Los astrnomos a travs de la caracterizacin de la emisin de fotones de un conjunto de molculas

en los laboratorios son capaces de identificar el tipo de molculas que componen la atmosfera

planetaria de aquellos objetos que el radiotelescopio es capaz de observar. Con lo que puede

concluirse si el cuerpo es propicio o no para albergar vida.

La exploracin de atmosferas terrestres solo nos permite identificar la posible presencia de

cualquier tipo de vida en otros mundos, para la bsqueda especifica de vida inteligente se emplean

otras tcnicas.

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sandraResaltadoPero

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sandraNota adhesivaEs recomendable cuidar los juicios de valor, mejor no anoten esta parte

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sandraNota adhesivaRedaccin

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sandraNota adhesivaDefinir

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El proyecto SETI (Search for Extra Terrestrial Intelligence) por sus siglas en ingls, busca seales

anmalas del espacio a travs de una red de Radiotelescopios por todo el mundo, cuyos emisores

sean seres inteligentes tratndose de comunicar con otras civilizaciones, tal y como lo hacemos

nosotros. La frecuencia a la que los astrnomos sintonizan sus dispositivos es la misma que emite el

hidrogeno, a 21 cm de longitud de onda, al ser la ms abundante en el universo y porque creerse

que sera la emitida por civilizaciones inteligentes por la misma razn.

Hasta el momento el programa no ha dado resultados concluyentes, dada la titnica labor que

comprende el barrer todo el universo a una infinidad de frecuencias posibles, pero se espera que

con la construccin de ms y mejores radiotelescopios nos ofrezcan una respuesta final, que sin

importar cul sea, impactar profundamente la concepcin filosfica sobre el universo y nuestro

papel en l.

Los radiotelescopios, nuestros odos

Era el ao de 1965, cuando dos jvenes astrnomos de los Laboratorios Bell, Arno Penzias y Robert

Wilson, experimentaban con las comunicaciones satelitales, siendo su principal instrumento una

extraa antena con forma de bocina de fongrafo rectangular. Debido al tipo de investigacin que

realizaban, se deba eliminar cualquier interferencia que pudiera alterar los resultados, por lo que

las seales de radares, de estaciones de radio e incluso las seales de radio emitidas por la misma

antena, haban sido suprimidas. Sin embargo, a pesar de todos los cuidados que tenan en el

experimento, seguan recibiendo una misteriosa seal de ruido constante, provena de todas

direcciones y se poda detectar a cualquier hora, pronto llegaron a la conclusin de que la seal

detectada no provena de la Tierra, tampoco del sistema Solar y ni siquiera de nuestra galaxia;

Penzias y Wilson, de forma sorpresiva y con la ayuda de la extraa antena (figura 1), haban

escuchado el nacimiento del Universo.

Hoy en da, la tecnologa nos permite la construccin de

radiotelescopios cada vez ms sofisticados, que en los tiempos de

Penzias y Wilson hubieran parecido ciencia ficcin. Un ejemplo es

el radiotelescopio ubicado en Arecibo, Puerto Rico, que con un

dimetro de 305 m es el ms grande del mundo (figura 2). Debido

a su gran tamao, la antena principal est construida sobre una

depresin en la superficie de la tierra que sirve como soporte, por

lo que no se puede mover. Para apuntar el radiotelescopio, en

lugar de mover la antena como se esperara en cualquier otro Figura 1 Penzias y Wilson con su extrao radiotelescopio al fondo

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sandraNota adhesivaDado que se trata de un documento de divulgacin es recomendable anotar el nombre en espaol

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sandraNota adhesivaA qu se refieren con anmalas?

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sandraNota adhesivaDefinir

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sandraNota adhesivaRedaccin confusa

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sandraNota adhesivaDefinir

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sandraNota adhesivaEn el artculo de divulgacin no es necesario anotar el nmero de la figura.

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sandraNota adhesivaEs una afirmacin un tanto polmica, habra que explicar por qu

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telescopio, se mueve el receptor, el cual es sostenido sobre dicha antena gracias a tres enormes

soportes.

Entre los hallazgos ms importantes

realizados utilizando este telescopio, se

encuentran: el periodo de rotacin de

Mercurio sobre su propio eje, el primer

planeta encontrado en otro sistema

planetario, un premio nobel de fsica fue

iniciado en este observatorio, adems de

importantes observaciones a cometas,

galaxias, plsares, etc.

Pero los radiotelescopios no solo pueden ser

mviles o fijos, sino tambin deformables, y

es donde el Gran Telescopio Milimtrico

Alfonso Serrano (GTM) destaca (figura 3).

Este radiotelescopio, ubicado en Sierra

Negra, Mxico, es el ms grande a nivel

mundial en su rango de frecuencia, cuenta con una superficie reflectora primaria de 50m,

constituida por 180 segmentos individuales distribuidos en 5 anillos concntricos. Lo sorprende de

este telescopio es su superficie activa, ya que cada uno de los 180 segmentos se conectan y alinean

a travs de motores, de tal manera que se compensen las deformaciones gravitacionales, logrando

maximizar la eficiencia al momento de observar.

Este telescopio fue puesto en marcha en el 2013, por lo que apenas est dando a conocer sus

primeras observaciones.

El GTM promete importantes observaciones que

ayudaran a comprender ms el universo, gracias a su

nueva tecnologa de paneles independientes.

Imaginemos ahora que cada uno de esos paneles fuera

un radiotelescopio, y que dispusiramos estos

radiotelescopios a determinadas distancias entre ellos,

pero todos apuntando al mismo punto en el espacio. A

esta tcnica se le conoce como interferometra por

radio, su principal caracterstica es la de simular un

radio telescopio de una sola antena de gran tamao,

utilizando antenas mucho ms pequeas separadas

entre s. Consiste en la recoleccin y unin de datos

provenientes de dos o ms antenas, ubicadas

estratgicamente para que trabajen como una sola

antena, tan grande como la separacin entre las

antenas pequeas al observar el mismo objeto.

El telescopio ms grande del mundo que emplea interferometra es Atacama Large

Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ubicado en el desierto de Atacama en Chile (figura 4). Es el

Figura 2 Radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico

Figura 3. Radiotelescopio GTM en Puebla, Mxico

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sandraNota adhesivaCules?

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sandraNota adhesivaHabra que explicar mejor la estructura de un telescopio

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mayor y ms caro proyecto astronmico del mundo, con un costo de mil millones de euros,

comprende 66 antenas de 7 m y 12 m, diseadas para detectar longitudes de onda milimtricas y

submilimetricas. Las antenas pueden ser desplazables, lo que permite modificar parmetros al

observar, como la resolucin. Pero para que las antenas trabajen en conjunto, es necesario unir los

datos provenientes de cada una, para ello se instal una de las supercomputadoras ms rpidas del

mundo, llamada correlacionador, que recopila y combina todos los datos a una velocidad increble.

ALMA fue puesto en funcionamiento

a partir del 2013, por lo que tambin

representa un prometedor futuro en

el campo de la radioastronoma, que

pretende desentraar los orgenes de

estrellas y planetas, as como

entender y observar con ms detalle

el comportamiento del Sol.

Muchos han sido los radiotelescopios

que han marcado la historia en la

astronoma, vemos como las nuevas

tecnologas sustentan en gran medida

estos avances cientficos. Prueba de

ello es la construccin de lo que ser el

telescopio de antena nica ms grande el mundo el Five hundred meter Aperture Spherical

Telescope (FAST) en China, con un dimetro del reflector de 500 m, un 60% ms grande que el de

Arecibo, adems de que su superficie ser activa, lo que quiere decir que contara con 4600 paneles

que podrn orientarse independientemente (similar a la superficie del GTM).

Becerril Tapia Marcial Garca Barragn Rodrigo

Figura 4 Arreglo de Radiotelescopios ALMA en el desierto de Atacama en Chile

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sandraNota adhesivaNo abusen de los parntesis. Hace falta una frase de cierre, pues as queda abierto