Un peine de dientes finos para medir el universo acelerado

Un peine láser para la astronomía

Desarrollando una regla precisa para el futuro

Los instrumentos astronómicos necesarios para responder preguntas cruciales, tales como la búsqueda de planetas similares a la Tierra o la forma en la que se expande el universo, han dado un paso más con la primera demostración en el telescopio de un nuevo sistema de calibración para espectrografía precisa. El método usa una tecnología ganadora de un Premio Nobel llamada ‘peine de frecuencia láser’, t se publica en el ejemplar de esta semana de la revista Science.

“Parece que estamos en el camino de realizar uno de los sueños de los astrónomos”, dice el miento del equipo Theodor Hänsch, director del Instituto Max Planck para Óptica Cuántica (MPQ) en Alemania. Hänsch, junto con John Hall, fue galardonado con el Premio Nobel de 2005 en Física por su trabajo sobre la técnica del peine láser.

Los astrónomos usan unos instrumentos llamados espectrógrafos para dispersar la luz de los objetos celestes en sus componentes de color, o frecuencias, de la misma forma que las gotas de agua crean un arco iris a partir de la luz solar. Pueden medir las velocidades de estrellas, galaxias y quásares, en búsqueda de planetas alrededor de otras estrellas, o estudiar la expansión del universo. Un espectrógrafo debe ser calibrado con precisión de tal forma que las frecuencias de luz puedan medirse correctamente. Esto es similar a la forma en que necesitamos reglas precisas para medir longitudes correctamente. En el caso actual, un láser proporciona una especie de regla, que mide colores en lugar de distancias, con una precisión extrema y una rejilla fina.

Estos nuevos y extremadamente precisos espectrógrafos serán necesarios en los experimentos planeados para el futuro Telescopio Extremadamente Grande Europeo (E-ELT), que está siendo diseñado por ESO, el Observatorio Europeo del Sur. Estos nuevos espectrógrafos necesitarán ser calibrados con una ‘reglas’ incluso más precisas. De hecho, deben ser más precisos que una parte entre 30 000 millones – ¡algo equivalente a medir la circunferencia de la Tierra con una precisión de un milímetro!

“Necesitaremos algo más allá de lo que la tecnología actual puede ofrecer, y aquí es donde entra en juego el peine de frecuencias. Vale la pena recordar el tipo de precisión requerida, 1cm/s corresponde, en el plano focal de una espectrografía de alta resolución típica, a un desplazamiento de unas pocas decenas de nanómetro, es decir, el tamaño de unas pocas moléculas”, explica la estudiante de doctorado y miembro del equipo Constanza Araujo-Hauck de ESO.

La nueva técnica de calibración procede de la combinación de astronomía y óptica cuántica, en una colaboración entre investigadores de ESO y del Instituto Max Planck para Óptica Cuántica. Usa pulsos ultra-cortos de luz láser para crear un ‘peine de frecuencias’ – luz de muchas frecuencias separada por un intervalo constante – para crear justo el tipo de “regla” necesaria para calibrar el espectrógrafo.

Tras unas pruebas exitosas en el laboratorio MPQ en 2007, el equipo ha probado con éxito un dispositivo prototipo usando el peine láser en el telescopio solar VTT (Telescopio de Torre de Vacío) en Tenerife, el 8 de mazo de 2008, midiendo el espectro del Sol en luz infrarroja. Los resultados son impresionantes, y la técnica promete lograr la precisión necesaria para estudiar estas grandes preguntas astronómicas.

“En nuestras pruebas en Tenerife, ya hemos logrado ir a una precisión mayor de la vanguardia actual. Ahora vamos a hacer el sistema más versátil, y desarrollarlo aún más”, dice el miembro del equipo Tilo Steinmetz, de Menlo Systems GmbH, una compañía escindida del Instituto Max Planck, el cual fue fundado para comercializar la técnica del peine de frecuencia.

Habiendo probado la técnica en un telescopio solar, una nueva versión del sistema está siendo construido para el instrumento HARPS de búsqueda de planetas sobre el telescopio de ESO de 3,6 metros en La Silla en Chile, antes de considerarse para futuras generaciones de instrumentos.

Uno de los ambiciosos proyectos que se realizarán con el E-ELT, llamado CODEX, tiene como objetivo medir directamente la recientemente descubierta aceleración del universo, siguiendo las velocidades de galaxias y quásares distintas durante un periodo de 20 años. Esto podría permitir a los astrónomos probar la relatividad general de Einstein y la naturaleza de la recientemente descubierta, la misteriosa energía oscura.

“Tenemos que medir el movimiento de estas galaxias distintas a unos pocos centímetros por segundo, y seguirlo durante décadas. Estas velocidades son apenas mayores que el ritmo de crecimiento de las uñas, y el peine de frecuencia láser es absolutamente crucial para esto”,dice el miembro del equipo Antonio Manescau, de ESO.

Los astrónomos también usan los espectrógrafos para la búsqueda de planetas alrededor de otras estrellas, observando los sutiles movimientos de la estrella conforme el planeta la orbita. Para ser detectados con la tecnología actual, estos planetas deben ser relativamente masivos o estar cerca de la estrella, comparados con la Tierra. Un espectrógrafo más preciso permitirá a los astrónomos encontrar planetas con características similares a las de la Tierra.


Autor: Dr. Henri Boffin / Valentina Rodríguez
Fecha Original: 4 de septiembre de 2008
Enlace Original

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Comments (4)

  1. [...] para crear la clase de "regla" precisa para calibrar un espectógrafo. Más info: http://www.cienciakanija.com/2008/09/05/un-peine-de-dientes-finos-para-medir-/ sin comentarios en: cultura, ciencia karma: 20 etiquetas: peine, medir, universo, [...]

  2. [...] | Ciencia kanija Articulos RelacionadosNuevo láser puede ayudar en la búsqueda de planetas similares a la [...]

  3. Manlio E. Wydler

    Lo que muchas veces olvidamos es que el crecimiento del universo en espacio y tiempo es general para todos, hasta nuestro cuerpo se expande y por supuesto el “peine láser” también. Es simple pensar que si estamos en la superfice de un globo y este se fuese hinchando, sería dificil ver todas las “hinchazones” porque se mantendrían las proporciones. Peor, en lo real lo que se acelera , lo hace en una proporción aún mayor, se suma el Hinchamiento a la aceleración. Muchas cosas que se ven escapando en el espacio, se escapan a más velocidad. Los grupos locales que se acercan lo hacen a más velocidad, la hinchazón no nos deja ver la velocidad real en ambas observaciones. Particulas lejanas( (estellas y planetas, constelaciones) que se acercaran a la velocidad de la luz, estarían en ella desde el centro del primitivo Big-Bang. Sencillo, los límites de la expansión no los veremos auque los veamos más lentos, veremos “negro más allá.

  4. Gero

    Planetas y estrellas desplazándose a una velocidad cercana a la velocidad de la luz ???

    A ver si entendí esto que colocaste en tu comentario está bien escrito:

    la hinchazón no nos deja ver la velocidad real en ambas observaciones. Particulas lejanas( (estellas y planetas, constelaciones) que se acercaran a la velocidad de la luz (extracto de comentario anterior de MEW)

    Seguramente la hinchazón de cerebro es la que mas nos estaría atacando.

    Dios mio lo que hay que leer…

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