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Partiview – Un Universo digital

http://www.haydenplanetarium.org/universe/partiview/

¿A qué distancia están las estrellas? Mirando al cielo en una noche estrellada uno puede llegar a pensar que ciertamente cerca, al menos lo bastante cerca como para llegar utilizando un vehículo espacial en un tiempo razonable. Pero en cualquier libro o revista de astronomía encontraremos que las estrellas están a cientos de billones de kilómetros de distancia y sólo para llegar a la más próxima habría que aventurarse en un viaje de miles de años. Pensaremos entonces que tales viajes interestelares son posibles solamente en nuestra imaginación.

Los mapas y cartas celestes nos resultan familiares. Es habitual disponer de una carta celeste redonda y plana que representa las estrellas visibles a nuestra latitud. O puede que hayamos visto alguna esfera celeste, al estilo de un globo terráqueo, que representa las estrellas del firmamento como puntos en su superficie redonda.

Pero tanto las cartas como las esferas celestes y otros tipos de mapas estelares son representaciones planas de un mundo tridimensional. Nadie cree, o nadie debería pensar, como en la Edad Media, que todas las estrellas están a la misma distancia de nosotros y menos aún ligadas a una esfera.

Con un ordenador y programas como Partiview, y el atlas o catálogo de objetos llamado el “Universo Digital”, desarrollado por el Planetario Hayden del Museo de Historia Natural de Nueva York, financiado por la NASA, ya no tenemos que conformarnos con realizar viajes espaciales a otras estrellas sólo en nuestra imaginación.

Con Partiview podemos viajar, por ejemplo, en dirección a la familiar constelación de la Osa Mayor a una velocidad mucho mayor que la de la luz. Enseguida notaremos que la forma de la constelación cambia lentamente. Dejaremos atrás la estrella más cercana de la conocida figura del carro, después otra, y luego otra, y entonces la figura habrá perdido por completo su forma de carro. Lo que desde la Tierra nos parecía un grupo de estrellas relacionadas, ahora no es más que un conjunto de estrellas inconexas. Las constelaciones pierden todo sentido en un viaje interestelar.

Fig. 1: Mirando hacia la Osa Mayor

Fig. 1: Mirando hacia la Osa Mayor

Fig. 2: A 57 años-luz del Sol, mirando en la dirección de la Osa Mayor.

Fig. 2: A 57 años-luz del Sol, mirando en la dirección de la Osa Mayor.

Con Partiview podemos viajar hasta objetos cercanos como nuestras vecinas estrellas, o hasta el otro extremo de nuestra Galaxia, o salir de ella y contemplar nuestro Grupo Local de galaxias, o mucho más lejos, hasta los objetos más distantes y antiguos conocidos del Universo. Y en todo momento, nosotros somos los que decidimos hacia dónde dirigimos nuestra atención y en qué dirección queremos viajar.

Podemos contemplar la Vía Láctea o Camino de Santiago en dirección al centro de la Galaxia, la espectacular región de Sagitario visible en verano. Y podemos verlo con otros ojos, los que nos brindan telescopios en tierra y en órbita, ojos sensibles no a la luz visible sino al infrarrojo, rayos X y gamma, o a las ondas de radio, que son así capaces de explorar las nebulosas donde se forman nuevas estrellas, regiones de hidrógeno ionizado o de polvo interestelar, así como púlsares y remanentes de supernovas, los restos de estrellas que dejaron de brillar hace cientos o miles de años.

También podemos constatar que vivimos en el disco de nuestra Galaxia, y hacia las afueras, notando cómo se distribuyen los cúmulos dispersos de estrellas y asociaciones estelares jóvenes, los cúmulos globulares, las nebulosas planetarias o los restos de supernovas.

Fig. 3: Una representación de La Vía Láctea, nuestra galaxia, y señalada mediante ejes de referencia, la posición de nuestro Sol.

Fig. 3: Una representación de La Vía Láctea, nuestra galaxia, y señalada mediante ejes de referencia, la posición de nuestro Sol.

El Universo Digital ha sido posible sólo tras siglos de ciencia y observación astronómica (esto ha proporcionado el conocimiento), y el desarrollo de las nuevas tecnologías (esto ha hecho posible que podamos disfrutarlo en nuestro ordenador personal). Cientos de miles de objetos se han incorporado en este atlas, que en su conjunto nos hace más fácil comprender el Universo en toda su magnitud.

La base del Universo Digital está en la representación de los objetos en la dirección precisa (el equivalente a la latitud y longitud) y a la distancia correcta. Pero esa distancia no ha sido nunca algo fácil de conocer. La primera estimación relativamente precisa de la distancia de una estrella se hizo hace sólo algo más de un siglo y medio. Hasta entonces poco se podía decir de la distancia de las estrellas, excepto que realmente es enorme.

Las primeras distancias a estrellas se midieron mediante el llamado paralaje anual de la Tierra. Es un efecto de perspectiva, que hace que las estrellas cercanas nos parezcan que están situadas en cierta posición respecto a las estrellas mucho más lejanas, pero en otra posición ligeramente movida seis meses después, cuando la Tierra está en el otro extremo de su órbita en torno al Sol.

Sin embargo el paralaje sirve sólo para conocer la distancia de las estrellas más cercanas, hasta unos 500 años-luz, una distancia enorme que sin embargo representa tan sólo una minúscula fracción del tamaño de la Galaxia. La mayoría de los planetas extrasolares descubiertos no distan más de unos 100 años-luz de nosotros.

Existe una clase de estrellas cuyo brillo cambia periódicamente, las Cefeidas, estrellas gigantes y frías cuya luminosidad está relacionada con el ritmo al que varía. El descubrimiento de este fenómeno permitió establecer una forma de medir distancias a estrellas mucho más lejanas que con el método del paralaje, incluso situadas en otras galaxias, hasta unos 50 millones de años-luz. A modo de referencia, la galaxia de Andrómeda, que pertenece al Grupo Local de Galaxias, en el que están la Vía Láctea y las Nubes de Magallanes, se encuentra a 2 millones de años-luz.

Pero aún es posible determinar distancias mucho mayores mediante el desplazamiento al rojo de la luz que emiten las galaxias y los quásares. El Universo se expande desde que comenzó con el Big Bang hace unos 13.700 millones de años. Debido a la expansión las galaxias parecen alejarse de nosotros, tanto más rápido cuanto más lejos están (en realidad se trata de una ilusión: el espacio es el que se estira, y se lleva a los cúmulos de galaxias con él). Al mismo tiempo, por alejarse, su luz nos parece algo más roja, tanto más roja cuanto más rápido se alejan. Por tanto cuanto más enrojecida es su luz, más lejos están de nosotros. Así es como conocemos la distancia a la que se encuentran los objetos más lejanos del universo, desde cientos a varios miles de millones de años luz. Cuando se visualizan todos estos objetos en Partiview salta a la vista la fascinante y sorprendente estructura “esponjosa” (con filamentos, nudos y espacios vacíos) de la distribución de los cúmulos y supercúmulos de galaxias.

Fig. 4: Distribución de las galaxias medida por el 2dF Survey.

Fig. 4: Distribución de las galaxias medida por el 2dF Survey.

Fig. 5: Distribución de las galaxias más lejanas y los quásares medida por el Sloan Digital Sky Survey (SDSS). De fondo, mapa de la micro-fluctuación de temperatura de la radiación cósmica de fondo, medido por la sonda WMAP.

Fig. 5: Distribución de las galaxias más lejanas y los quásares medida por el Sloan Digital Sky Survey (SDSS). De fondo, mapa de la micro-fluctuación de temperatura de la radiación cósmica de fondo, medido por la sonda WMAP.

Muchos zaragozanos y aragoneses hemos podido asistir a sesiones de proyección en Planetarios, siempre en algún viaje o excursión, ya que en esta ciudad de la Expo2008, Zaragoza, carecemos todavía de uno. Otras ciudades a priori más modestas han entendido mucho antes que la nuestra lo importante y conveniente que es acercar la Ciencia al ciudadano y han sabido dotarse de Museos de la Ciencia y similares. En estos momentos todavía tres comunidades autónomas españolas carecen de un Museo de Ciencia: Aragón, Baleares y Extremadura.

Los planetarios han evolucionado desde que nacieron hace varias décadas. En sus inicios proyectaban (y la mayoría de planetarios actuales lo siguen haciendo) las estrellas y planetas en una cúpula mediante mecanismos ópticos móviles, por otra parte impresionantes, para simular el movimiento aparente del cielo y de los planetas a lo largo del día y el año. Después se combinaron con proyecciones audiovisuales basadas en diapositivas o más tarde vídeo.

Pero en la era de los computadores y los gráficos generados por ordenador, los planetarios se han sabido aprovechar de las posibilidades que ofrecen. Así es como han nacido los planetarios digitales, que proyectan sobre la cúpula escenas generadas por ordenador que pueden cambiar para causar la impresión no sólo de que el cielo gira sino de estar viajando entre las estrellas.

El Planetario Hayden, pionero de los planetarios digitales, desarrolló el “Universo Digital” para Partiview a modo de “hermano menor” de su nuevo sistema de proyección digital, para ser usado en un ordenador personal, y lo pone a libre disposición de quien lo quiera. Como dicen sus creadores, “el universo observable es inmenso, más allá de cualquier experiencia ordinaria, pero no más allá de la capacidad del ser humano para representar, visualizar y compartir. Ya nos damos cuenta de su inmensidad cuando intentamos visualizarlo y nos desplazamos entre las estrellas más cercanas. Conforme nos alejamos, concebimos un hogar mucho más grande de lo que jamás imaginamos”.

Publicado bajo la categoría Astronomía en Internet, Educación Primaria, Educación Secundaria, Educación Universitaria, General
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