La imagen de tres de los cuatro exoplanetas conocidos que orbitan HR 8799 , desde 2010, representa la primera vez que un telescopio tan pequeño, más pequeño que un adulto, pudo ver directamente el exoplaneta.Si fuiste al pasado por solo 30 años, entonces no tendrías el mundo como es hoy. Conocíamos solo los planetas de nuestro sistema solar; no teníamos el concepto de energía oscura; no había telescopios espaciales; Las ondas gravitacionales eran simplemente una teoría no verificada. No abrimos todos los quarks y leptones, nadie sabía si existía la partícula de Higgs. Ni siquiera sabíamos qué tan rápido se está expandiendo el universo. A principios de 2018, una generación después, hicimos una revolución en todas estas áreas e hicimos descubrimientos que nadie esperaba. ¿Qué pasará después? Esto es exactamente lo que nuestro lector quiere saber:
Me gustaría saber qué planean hacer los científicos a continuación. ¿Qué nuevas llegadas se esperan, qué teóricos escriben en las pizarras o qué ideas están discutiendo?
A raíz de la gran reunión anual de la
Sociedad Astronómica Americana, será muy conveniente discutir el futuro de la ciencia.
El gran cúmulo de galaxias Abell 2744 , también conocido como el cúmulo de Pandora. Su efecto de lente gravitacional, que ve desde las galaxias ubicadas detrás, coincide con el GR de Einstein; Extiende y mejora la luz del Universo distante, y nos permite ver los objetos más distantes.El mundo entero ha estado trabajando para llevarnos al nivel de conocimiento actual. Telescopios, observatorios, aceleradores de partículas, detectores de neutrinos, experimentos con ondas gravitacionales se llevan a cabo en todo el mundo, en los siete continentes e incluso en el espacio. Desde IceCube en el Polo Sur hasta los telescopios Hubble, Herschel y Kepler en el espacio, desde LIGO / Virgo en busca de ondas gravitacionales hasta LHC en el CERN: miles de científicos, ingenieros, estudiantes y ciudadanos han realizado todos los descubrimientos, trabajando incansablemente para descubrir los secretos del Universo. Con todo este conocimiento, es importante recordar cuán lejos hemos llegado: entendemos el Universo mejor que cualquier persona de la generación anterior, desde Newton hasta Einstein y Feynman, con la que solo podía soñar. Ahora veamos qué hay por delante.
La actualización de los imanes en el LHC le permitió casi duplicar la energía en comparación con los primeros lanzamientos en 2010-2013. Las actualizaciones futuras aumentarán la energía y el brillo (colisiones por segundo) y proporcionarán aún más datos.Física de partículas . En los últimos años, descubrimos el bosón de Higgs, la presencia de masa de neutrinos y la violación de la inversión del tiempo. El LHC en el CERN está funcionando a plena capacidad y ya ha recopilado más datos a altos niveles de energía que todos los experimentos anteriores combinados. Mientras tanto, IceCube y el
Observatorio Pierre Auger están midiendo neutrinos, incluidos los de alta energía y espacio, a un nuevo nivel. En el futuro, los nuevos observatorios de neutrinos, como IceCube Gen2 (donde el número de colisiones se incrementará en 10 veces) y ANTARES (un detector con diez millones de toneladas de agua de mar) nos proporcionarán un aumento de diez veces en la tasa de llegada de datos, y como resultado incluso podemos ver neutrinos de nuevas supernovas o de la fusión de las estrellas de neutrones.
IceCube Observatory, el primer observatorio de neutrinos de este tipo, está diseñado para observar estas escurridizas partículas de alta energía debajo del espesor del hielo antárticoNo se debe subestimar la importancia de actualizar el equipo de los experimentos en curso. Por ejemplo, el LHC recopiló solo el 2% de los datos del volumen estimado que debería recopilar durante todo el tiempo de la existencia planificada. La construcción potencial de nuevos experimentos, por ejemplo, el
colisionador lineal internacional , el colisionador de protones en anillo de próxima generación, o incluso (si aparece la tecnología) el colisionador de muones relativista puede llevarnos a nuevas fronteras en la física de partículas fundamentales. Vivimos en un buen momento.
Detector de ondas gravitacionales Virgo ubicado en Cascina, cerca de Pisa (Italia). Virgo es un interferómetro láser Michelson gigante de 3 km de largo con hombros que complementa el detector dual LIGO de cuatro kilómetros.Ondas gravitacionales . Después de décadas de trabajo en muchos componentes, la era de la astronomía gravitacional no solo ha llegado, sino que permanecerá con nosotros durante mucho tiempo. Los observatorios Advanced LIGO y Virgo ya han descubierto cinco fusiones de agujeros negros y una fusión de estrellas de neutrones, y después de una serie de actualizaciones se volverán aún más sensibles. Esto significa que después del próximo lanzamiento podrán detectar señales más débiles y fusiones más distantes. En los próximos años, el detector japonés KAGRA y LIGO India entrarán en funcionamiento y abrirán nuevas posibilidades para mediciones aún más precisas de ondas gravitacionales. Las ondas gravitacionales de las supernovas, las
fallas de los púlsares , las fusiones de estrellas binarias e incluso la fusión de estrellas de neutrones con agujeros negros pueden esperarnos.
Las tres naves espaciales LISA en la visión del artista: la perturbación del espacio causada por fuentes de ondas gravitacionales con largos períodos de revolución, debería darnos una imagen interesante del universo. El proyecto LISA fue concebido por la NASA hace muchos años, y ahora será construido por la Agencia Espacial Europea, con el apoyo parcial de la NASA.¡Pero no solo LIGO está ocupado con ondas gravitacionales! Una antena espacial que utiliza el principio de un interferómetro láser,
LISA , se lanzará en la década de 2030 y nos permitirá detectar ondas gravitacionales de agujeros negros supermasivos y objetos con una frecuencia mucho menor. A diferencia de LIGO, las señales recibidas por LISA nos permitirán predecir cuándo y dónde ocurrirá la fusión, lo que nos dará la oportunidad de preparar telescopios ópticos para este evento. Las mediciones de la polarización del CMB intentarán sondear las ondas gravitacionales que quedan de la inflación y otras señales en forma de ondas gravitacionales, cuya aparición tomó miles de millones de años. Y utilizando períodos de púlsar, con la ayuda de rejillas como ACTA y
NanoGRAV , podemos detectar objetos cuyo movimiento en órbita lleva años o incluso décadas. Este es un momento increíble para esta nueva clase de ciencia.
La imagen del Campo Ultra Profundo del Hubble contiene más de 10,000 galaxias, algunas de las cuales se unen. Esta es una de las vistas más profundas del Universo, que demuestra la extensión desde las estructuras ubicadas junto a nosotros hasta aquellas cuya luz viajó durante más de 13 mil millones de años, hasta que nos llegó. Y esto es solo el comienzo.Astronomía y astrofísica . ¿Dónde comenzar a enumerar la última astronomía? Como si nuestras misiones actuales no fueran lo suficientemente sorprendentes, en las que los experimentos en el suelo, en globos y aviones se actualizan constantemente y obtienen nuevas herramientas mejoradas: también tenemos nuevas misiones que van al espacio y comienzan a funcionar, y estas misiones prometen revolucionar En nuestro conocimiento. Las misiones relanzadas, como Swift, NuSTAR, NICER y CREAM, nos darán la oportunidad de echar un vistazo a todo, desde los rayos cósmicos de energía hasta el interior de las estrellas de neutrones. El instrumento HIRMES, que se lanzará el próximo año a bordo de SOFIA, nos mostrará exactamente cómo los discos protostelares se convierten en estrellas reales. TESS, que se prepara para su lanzamiento a fin de año, encontrará planetas terrestres potencialmente habitados en las órbitas de las estrellas más brillantes y cercanas.
La nueva estrella GK Perseus , que se muestra aquí con rayos X (azul), radio (rosa) y ópticos (amarillo) en fotografía compuesta, es un gran ejemplo de lo que se puede ver con los mejores telescopios de la generación actual. Y la percepción de todas estas longitudes de onda, desde los rayos X hasta la radio, mejorará enormemente en los próximos años y décadas.El siguiente en la lista de recién llegados es
IXPE , que se lanzará en 2020, y nos permitirá medir los rayos X y su polarización, lo que nos dará nueva información sobre los rayos X espaciales y los objetos más densos y masivos (como los agujeros negros supermasivos) del Universo. GUSTO, que se lanzará en un globo a largo plazo sobre la Antártida, nos permitirá explorar la Vía Láctea y el medio interestelar, y contarnos sobre todas las fases de la vida de las estrellas, desde el nacimiento hasta la muerte. XARM y ATHENA revolucionarán la astronomía de rayos X, nos contarán sobre la formación de estructuras, el flujo de salida desde los centros de las galaxias y tal vez incluso arrojen luz sobre la materia oscura. Mientras tanto,
EUCLID medirá los rincones lejanos del universo en un amplio campo de visión, y nos permitirá ver miles de supernovas distantes, y también nos dará las mejores restricciones sobre los parámetros de la energía oscura.
Vista del artista del telescopio James Webb, agosto de 2013. El telescopio se lanzará en 2019 [según los últimos datos, en la primavera de 2020 / aprox. transl.], y será nuestro mayor observatorio infrarrojo de todos: nos mostrará cosas que nunca encontraríamos.Esto sin mencionar las principales misiones de la NASA, como
el James Webb Space Telescope , WFIRST o los cuatro candidatos para la misión insignia de la NASA para la década de 2030. Las tareas van desde la búsqueda de atmósferas en mundos potencialmente habitados hasta la medición de la composición de estas atmósferas (incluida la búsqueda de atributos biológicos); desde explorar los componentes básicos de la vida en las nubes moleculares hasta encontrar las galaxias más lejanas; desde la búsqueda de las estrellas iniciales consistentes en gas que surgió durante el Big Bang hasta el estudio de la formación y el crecimiento de las estrellas. Estas misiones responderán las preguntas filosóficas más grandes sobre el origen del universo y su desarrollo.
Cómo se verá un telescopio gigante de Magallanes totalmente construido. Podrá considerar los mundos terrestres ubicados a 30 años luz de nosotros, y los mundos similares a Júpiter, a una distancia de muchos cientos de años luz.Al mismo tiempo, se están construyendo telescopios y matrices revolucionarios terrestres. El gran telescopio de prospección sinóptica combina las ambiciones de los proyectos SDSS y Pan-STARRS y los amplía con telescopios 20 veces más potentes. Una matriz de antenas de kilómetro cuadrado, la matriz de kilómetros cuadrados, permitirá que la radioastronomía alcance alturas sin precedentes, abra miles de nuevos agujeros negros y probablemente encuentre algo que aún desconocemos. Mientras tanto, estamos construyendo telescopios de 30 metros de altura, como GMT y ELT, que pueden recolectar 100 veces más luz que el Hubble, tendrán instrumentos más avanzados y sistemas de óptica adaptativa que cualquier cosa que exista hoy. Podemos revelar los secretos del universo.
Como porcentaje del presupuesto federal [de EE. UU.], Las inversiones en la NASA están en un mínimo de 58 años.Y esto es solo una descripción superficial de lo que está sucediendo. Cada campo científico tiene su propio conjunto de experimentos y sugerencias sorprendentes, e incluso la lista aquí está lejos de ser completa: ni siquiera incluye misiones a planetas. Y todo esto sucede cuando el presupuesto de la NASA disminuye, lo que ni siquiera atrapa la inflación. Pero a pesar de esto, miles de personas que trabajan en estos proyectos, quienes los planean, desarrollan, construyen y administran, y también analizan los resultados, siguen siendo optimistas. Cuando le gusta encontrar las verdades más fundamentales del universo, incluidas las respuestas a preguntas como:
- ¿En qué consiste el universo?
- ¿Cómo se puso así?
- ¿Hay algún otro lugar en la vida?
- ¿Cuál es el destino final de todo?
Encontrará una manera de lograr los máximos resultados con recursos limitados.
Cuanto más miras hacia el espacio, más lejos miras hacia el pasado. Mientras más pronto lleguemos, más caliente, más denso y menos desarrollado se volverá el Universo. La parte que podemos ver es limitada y por supuesto. ¿Pero qué hay más allá?Como dijo Thomas Zurbuken [
Director Adjunto de Misión de la
NASA / Aprox. ]
. perev. ] con respecto a las misiones emblemáticas actuales y futuras:
Estudiamos el universo precisamente por lo que aprendemos de estas misiones emblemáticas. Esta es una ciencia de la escala de la civilización. Si no hacemos esto, no seremos la NASA.
Pero no solo el trabajo de la NASA, sino los esfuerzos de todas las organizaciones estatales e internacionales nos permiten responder preguntas que ni siquiera hicimos hace una generación. Al descubrir los secretos del universo, descubrimos preguntas más profundas y fundamentales sobre nuestro origen, composición y destino. El futuro de la ciencia no solo es brillante, sino que se desarrolla frente a nosotros. Todavía no había mejor momento para compartir el milagro de la existencia simple en la actualidad, con todo este conocimiento que hemos adquirido y que todavía nos estamos preparando para descubrir.