J. Arnoldo Bautista Corral. 16 de marzo 2025. Sólo para Ingenier@s (736)
El pasado 12 de marzo de 2025 llegó a mi correo de la University of Arizona (UA) el boletín UANow con una interesante noticia la cual comparto aquí. El artículo lo escribió Hannah Hindley adscrito al Steward Observatory, el cual tradujimos para este espacio. Veamos de que se trata…
El martes 12 de marzo de 2025, la NASA puso en órbita un nuevo telescopio espacial para explorar los orígenes del universo. La misión utilizará un sofisticado software, desarrollado en el Arizona Cosmology Lab (ACL) de la University of Arizona (UA) para analizar datos y ayudar a los astrónomos a comprender qué sucedió en la primera billonésima de segundo después del Big Bang.
SPHEREx (por sus las siglas en inglés de Espectrofotómetro para la Historia del Universo, Época de Reionización y Explorador de Hielos) es una misión de la NASA que utilizará un telescopio de campo amplio para recopilar datos ópticos e infrarrojos de más de 450 millones de galaxias, así como de más de 100 millones de estrellas en la Vía Láctea, a lo largo de dos años. La UA forma parte de esta misión, junto con el California Institute of Technology (CIT), the Jet Propulsion Laboratory (JPL), Ball Aerospace (BA), and the Korea Astronomy and Space Science Institute (KA&SSI), entre otros.
La misión tiene tres objetivos. Dentro de la Vía Láctea, buscará indicios de hielo de agua, un componente clave en la búsqueda de vida más allá de la Tierra. Investigará el origen y la historia de las galaxias mediante una técnica relativamente nueva llamada mapeo de intensidad. Y explorará la historia profunda y temprana del propio universo.
Los investigadores de SPHEREx están interesados en comprender qué sucedió durante la época inflacionaria, cuando el universo se expandió exponencialmente en la primera fracción de segundo tras su nacimiento. En el momento de la inflación, diminutas fluctuaciones cuánticas (pequeñas irregularidades) se expandieron rápidamente.
Estas fueron las semillas en el universo primitivo que finalmente dieron lugar a la formación de galaxias. Las capacidades infrarrojas de alta precisión de SPHEREx permitirán a la misión medir la distribución de las galaxias para comprender los matices de este proceso inflacionario.
Los investigadores del ACL también están interesados en lo que no se puede ver. Las galaxias rastrean la presencia de materia oscura, que se cree que jugó un papel en la formación de galaxias y la evolución del universo.
«Buscamos trazadores», dijo Tim Eifler, profesor asociado de astronomía en el Steward Observatory de la University of Alberta. «Las galaxias rastrean la presencia de materia oscura. Donde hay muchas galaxias, es probable que haya mucha materia oscura debido a la gravedad».
SPHEREx es único porque medirá todo el cielo varias veces durante su misión de dos años. «Esperamos observar las huellas del universo primitivo creando el mapa 3D de galaxias más grande que jamás haya existido», afirmó Elisabeth Krause, profesora asociada de astronomía y física, quien lidera el equipo de la UA para la misión.
El mapa de SPHEREx incluirá millones y millones de estrellas y galaxias. Krause y su equipo del Laboratorio de Cosmología de Arizona condensarán el catálogo de galaxias en unas pocas estadísticas resumidas: un proceso extraordinariamente preciso que consiste en contar pares de galaxias en función de su separación.
El exestudiante postdoctoral de la UA, Yosuke Kobayashi, desarrolló para la misión un modelo matemático complejo para identificar información relevante sobre las galaxias y descartar la información innecesaria. Para utilizar las descripciones matemáticas de Kobayashi para SPHEREx, el ACL necesitaba codificar las ecuaciones y desarrollar un software capaz de analizar datos y construir modelos precisos del universo. El laboratorio ha recurrido al aprendizaje automático para acelerar el software.
El sistema informático de alto rendimiento de vanguardia del campus de la UA hace posible este tipo de innovación, según el equipo de investigación.
«La velocidad computacional siempre ha sido un obstáculo a la hora de predecir lo que vemos en el universo», afirmó Eifler. «Estamos entrenando una red neuronal con algunas de estas ecuaciones, y cuando posteriormente ejecutemos el análisis, será mucho más rápido».
Una vez que SPHEREx esté en órbita, comenzará el siguiente capítulo de trabajo en el ACL: tomar el vasto catálogo de datos y comenzar a delimitar los modelos cosmológicos que ayudarán a desvelar lo que sucedió en los albores de los tiempos.
