Entrevista a Jan Tauber

"El Fondo Cósmico de Microondas es el cuerpo negro más perfecto"

Annia Domènech / 04-02-2005

Jan Tauber es astrónomo en el Directorado de Ciencias de la Agencia Espacial Europea (ESA). Esta involucrado en la misión Planck desde 1993, y actualmente es el responsable de la parte científica del desarrollo de la misión dentro de la ESA.

La sonda americana WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) estudia desde 2001 las fluctuaciones del Fondo Cósmico de Microondas, que muestra en qué forma estaba la materia en los comienzos del Universo. WMAP ha obtenido imágenes de un Universo que es casi plano, además de determinar con bastante precisión la cantidad de energía oscura, materia oscura y materia normal que contiene. Ahora es el turno de Planck, cuyo lanzamiento está previsto en 2007.


¿Qué es Planck?
Se trata de una misión de la Agencia Europea del Espacio (ESA) con el fin de hacer un mapa de las fluctuaciones de temperatura del Fondo Cósmico de Microondas (Cosmic Microwave Background – CMB) en todo el cielo.
Hace unos doce años se presentaron un par de experimentos en la ESA: COBRAS (Cosmic Background Radiation Anisotropy Satellite) y SAMBA (Satellite for Measurement of Background Anisotropies). Se seleccionaron por el método habitual: primero un grupo de investigadores escogen las propuestas según su valía científica y luego éstas se estudian en la Agencia para ver si son realizables con un presupuesto y dentro de un período de tiempo.
Los dos experimentos se unieron en uno: COBRAS/SAMBA, que al final se llamó Planck en honor al científico Max Planck, quien ideó el fundamento teórico para la radiación de cuerpo negro. El Fondo Cósmico de Microondas es básicamente un cuerpo negro, el cuerpo negro más perfecto.

¿Cómo se define un cuerpo negro?
Se trata de un cuerpo que está en equilibrio termodinámico, es decir, que las partículas que lo componen, que emiten radiación, tienen un determinado espectro de densidad. Además es un cuerpo opaco.
Cuando se cumplen estas características, que parecen sencillas pero no lo son, el cuerpo emite una luz que tiene un espectro muy característico. Eso es un cuerpo negro.

¿De qué modo se puede saber que el Fondo Cósmico de Microondas es el cuerpo negro más perfecto?
Primero por bases teóricas, pero luego por un satélite de la NASA llamado COBE (Cosmic Background Explorer). Desde su órbita midió el espectro, de la radiación y éste, obviamente, obedece a la ley de Planck con gran precisión.
Es muy difícil crear un cuerpo negro perfecto en el laboratorio. De hecho, no existe en el entorno diario, aunque todos los cuerpos radian en formas parecidas.

¿Por qué se manda Planck al espacio?
Para realizar una medición precisa y, además, en un rango de frecuencias (colores) amplio hay que ir al espacio. No se puede hacer desde la Tierra, puesto que la atmósfera introduce unas limitaciones serias que impiden que los telescopios, espectrómetros… puedan cubrir todo el cielo. Por tanto para hacer mediciones en nichos muy particulares del espacio hay que ir allí.
Obviamente Planck no es la única iniciativa en su campo. Nos gusta decir que es un experimento de tercera generación en el espacio.

¿Qué otros experimentos ha habido hasta el momento?
En el mismo ámbito de Planck o sea, en lo que se refiere a las fluctuaciones de temperatura, hay dos que son importantes.
El primero es COBE. Se trata del experimento que descubrió y pudo medir por primera vez el nivel promedio de estas fluctuaciones, pero no hizo mucho más.
El segundo experimento, todavía en activo, es WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). WMAP está aportando datos muy interesantes, pero carece de la sofisticación de Planck. Cubre un rango de frecuencias más limitado y tiene una percepción angular (de hacer imagen), peor. Por ello, sus mediciones tienen algunas limitaciones que esperamos no sufrirá Planck. Cuando éste sea lanzado, si todo funciona como es debido, la información sobre el Universo temprano, la formación de su estructura y su evolución va a ser muchísimo más completa y precisa.

¿Ha habido rivalidad entre WMAP y Planck?
Cuando la NASA seleccionó WMAP un par de semanas antes de que se aceptara Planck (así de cerca estuvo) sí había un elemento de competencia. Sin embargo, la ESA reconoció que Planck era mucho más poderoso que WMAP y, a pesar de esto, seguimos adelante.
Hoy en día esa competencia está superada puesto que la comunidad científica reconoce la superioridad de Planck respecto a WMAP. Planck es una misión mucho más compleja en varios aspectos. De hecho, una de las razones por las que la NASA seleccionó WMAP fue por su simplicidad y rapidez de puesta en marcha. Aunque se retrasó por varias razones, se hizo bastante rápido, mientras que Planck ha tardado más (se empezó a pensar en ella a principios de los noventa) porque es una misión complicada, con muchos problemas tecnológicos que ha habido que superar. Por ejemplo, los instrumentos de Planck tienen una refrigeración activa porque los detectores son mucho más sensibles y necesitan actuar a temperaturas mucho más bajas.
Además, WMAP necesita utilizar datos de otros experimentos para poder obtener información cosmológica importante. Y esto tiene sus dificultades e incertidumbres, ya que son experimentos de otro tipo, en otras frecuencias, y se debe hacer una extrapolación y una calibración. En cambio, Planck está concebido para que por sí solo pueda obtener la información que se quiere.

¿Dónde ve las mayores dificultades para que el proyecto llegue a buen término?
Estamos ya en una etapa muy avanzada. Se está produciendo hardware en todos los subsistemas del satélite. Es un proyecto complejo, hay muchísima gente involucrada, muchos institutos e industrias. La dificultad principal es de organización, de llevarlo a cabo en un tiempo y con un costo determinados. Estamos en rumbo, así que en principio vamos a cumplir el horario previsto.

¿Y después?
La ESA ya está pensando en la próxima generación de instrumentos tras Planck y en Estados Unidos hay planes para preparar los llamados Einstein probes, que son proyectos a largo plazo en el marco de un programa. Uno de ellos va a estudiar el Fondo Cósmico de Microondas, en concreto su polarización. El motivo es que no hay información muy específica sobre la inflación, por tanto es muy interesante.
Planck va a poder medir también la polarización, pero no estamos seguros de a qué nivel, se piensa que bastante. Sin embargo, en Europa también hay interés por realizar una misión tras Planck que estaría dirigida a cuantificar la polarización del Fondo Cósmico de Microondas. Pero de momento son ideas que están flotando en el aire, no hay planes concretos.
En este momento el programa de la ESA sólo va hasta el 2010 y se está empezando a planificar la década siguiente.

¿Sería posible colaborar con la NASA?
Obviamente, si lleváramos adelante una misión en este campo siempre estaría abierta la posibilidad de colaborar con la NASA.
De hecho, trabajamos con ella en muchos campos con resultados fructíferos. Incluso hay planes conjuntos. Hoy en día todas las agencias, incluyendo a la NASA y a la ESA tienen problemas financieros y quieren mantener sus presupuestos limitados. Siempre es posible, probable y fructífero colaborar.

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El autor

Annia Domènech es Licenciada en Biología y Periodismo. Periodista científico responsable de la publicación caosyciencia.

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