El universo está roto y este espejo de 12 metros podría demostrarlo

Dentro de una sala blanca presurizada en Greenbelt, Maryland, una estructura de 12 metros de altura hecha de vidrio y oro de alta precisión finalmente ha dejado de moverse. Los ingenieros del Goddard Space Flight Center de la NASA han pasado la mayor parte de una década —y millones de horas de "cálculos reales, absolutamente reales"— ensamblando el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman. Es una máquina construida con un propósito existencial singular: descubrir por qué el universo se está expandiendo a una velocidad que hace que nuestras actuales leyes de la física parezcan un borrador.

Llamado así en honor a la mujer que convenció a un gobierno escéptico de que el Telescopio Espacial Hubble valía el riesgo, el observatorio Roman no es solo una mejora. Es un cambio de paradigma. Mientras que el Hubble cambió nuestra visión del cosmos al hacer zoom en puntos de luz específicos e impresionantes, el Roman está diseñado para dar un paso atrás y observar la imagen completa. Es la diferencia entre mirar el universo a través del ojo de una aguja y verlo en una pantalla IMAX. La magnitud de su recopilación de datos es tan vasta que los científicos de la NASA ya advierten que no estamos preparados para lo que sucederá después.

Si quisiera mapear el cielo usando el Hubble con el mismo nivel de detalle que proporcionará el Roman, necesitaría mantener el Hubble operativo otros cien años. El Roman pretende terminar ese mismo trabajo en unos treinta días. Es un atajo de cien años que busca resolver un problema que se gesta desde 1998, cuando los astrónomos se dieron cuenta de que la expansión del universo no se estaba ralentizando bajo el peso de la gravedad, sino que estaba acelerando. Algo está empujando al cosmos hacia afuera, y no tenemos absolutamente ninguna idea de qué es.

El atajo de cien años

El espejo del telescopio es del mismo tamaño que el del Hubble, con 2,4 metros de diámetro. Pero ahí terminan las similitudes. La cámara dentro del Roman tiene un campo de visión 100 veces mayor que el de su predecesor. Esto no se trata solo de tomar fotos más grandes; se trata de estadística. Si quieres entender cómo crece un bosque, no miras un solo árbol durante un siglo; observas todo el bosque a través de diferentes estaciones. El Roman escaneará grandes porciones del cielo a la vez, capturando las posiciones y formas de cientos de millones de galaxias.

Esta capacidad de estudio de campo amplio es la clave para identificar las grietas en nuestras teorías cosmológicas actuales. Durante años, los científicos han confiado en el Modelo Estándar del universo, un marco matemático que explica cómo se comporta todo, desde los átomos hasta las galaxias. Pero a medida que nuestras mediciones se han vuelto más precisas, la matemática ha comenzado a fallar. Existe una creciente tensión en la comunidad científica porque diferentes formas de medir la expansión del universo están dando resultados distintos. El Roman es el árbitro final.

Por qué la matemática del universo no cuadra

Todo lo que has visto, tocado o probado —cada estrella, planeta y persona— constituye solo alrededor del cinco por ciento del universo. El resto es un cóctel de materia oscura y energía oscura. La materia oscura es el pegamento invisible que mantiene unidas a las galaxias, proporcionando la gravedad adicional necesaria para evitar que se disgreguen al girar. La energía oscura es lo opuesto: es la presión misteriosa que impulsa la expansión del universo cada vez más rápido.

El problema es que la energía oscura es perfectamente invisible. Solo sabemos que está ahí porque podemos ver lo que le hace a las cosas que *sí* podemos ver. Es como ver las hojas de un árbol moverse y deducir la existencia del viento. Pero a diferencia del viento, la energía oscura no parece debilitarse con el tiempo. Parece ser una propiedad del espacio mismo. A medida que el universo se expande y crea más espacio, hay más energía oscura, lo que provoca más expansión. Es un ciclo de retroalimentación desbocado que eventualmente dejará a nuestra galaxia aislada en un vacío frío y oscuro.

El legado de los pioneros terrestres

El Roman no tiene que empezar de cero. Recoge el testigo de experimentos terrestres como el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI, por sus siglas en inglés). DESI completó recientemente su misión inicial de cinco años, tras haber mapeado 30 millones de galaxias con una enorme matriz robótica en Arizona. Los resultados de DESI ya han comenzado a sacudir los cimientos de la física, sugiriendo que la energía oscura podría no ser una fuerza constante, sino algo que evoluciona con el tiempo.

Si la energía oscura cambia, significa que a nuestra comprensión actual de la física le falta una pieza enorme del rompecabezas. Sería como descubrir que las leyes de la gravedad solo funcionan los martes. El Roman tomará las pistas dejadas por DESI y mirará más profundamente en el pasado, viendo el universo como era cuando solo tenía unos pocos miles de millones de años. Al comparar los mapas 3D realizados por DESI con los datos de alta resolución del Roman, los astrónomos podrán ver toda la historia del tira y afloja cósmico entre la gravedad y la energía oscura.

Esto no es solo curiosidad académica. Comprender la energía oscura es, en esencia, la búsqueda para descubrir cómo termina la historia del universo. Si la energía oscura sigue acelerándose, el "Gran Desgarro" podría literalmente separar los átomos en un futuro lejano. Si se desvanece, el universo podría colapsar sobre sí mismo en un "Big Crunch". Actualmente estamos pilotando un avión sin saber si va a aterrizar, estrellarse o dirigirse a la órbita para siempre. El Roman es la caja negra que podría darnos la respuesta.

Mirando hacia el resplandor de mil millones de soles

Si bien la energía oscura es la protagonista, el telescopio Roman tiene una segunda misión, igualmente difícil: encontrar la Tierra 2.0. Para ello, lleva un instrumento llamado coronógrafo. En el pasado, encontrábamos planetas alrededor de otras estrellas observando la "caída" en la luz cuando un planeta pasaba frente a su sol. Era como intentar ver una polilla volando frente a un foco de estadio desde cinco kilómetros de distancia. Es efectivo, pero no nos permite ver el planeta en sí.

El coronógrafo del Roman está diseñado para bloquear la luz de la estrella por completo, permitiéndonos ver el pequeño y tenue punto de un planeta orbitándola. Los ingenieros de la NASA lo comparan con tratar de ver una luciérnaga flotando junto a un faro desde el otro lado del Océano Atlántico. Requiere un nivel de estabilidad que nunca antes se había logrado en un telescopio espacial. Los espejos dentro del coronógrafo deben ajustarse en incrementos menores al ancho de una hebra de ADN para cancelar la luz estelar.

Si funciona, el Roman podrá tomar imágenes directas de planetas gigantes alrededor de otras estrellas y, lo que es más importante, analizar sus atmósferas. Buscará las firmas químicas del agua, metano y oxígeno. Es el primer paso hacia la búsqueda de un mundo que se parezca al nuestro. Para cuando termine la misión, se espera que el Roman haya descubierto decenas de miles de nuevos exoplanetas, convirtiendo nuestro mapa de la galaxia de una colección de conjeturas en un atlas detallado.

La finalización de la construcción del telescopio marca el final de la fase de ingeniería y el comienzo del viaje hacia la plataforma de lanzamiento. Es una máquina nacida de millones de horas de trabajo, diseñada para responder preguntas que los humanos hemos estado haciendo desde que miramos las estrellas por primera vez. Estamos a punto de descubrir exactamente de qué está hecho el universo, incluso si la respuesta demuestra que todo lo que creíamos saber estaba equivocado.