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El arte en la astronomía

Saturno por Cassini

En nuestra sociedad suele existir una tendencia bastante popular a pensar que la ciencia y el arte son dos cosas diametralmente opuestas. Es cierto que existe una distancia entre ambas disciplinas, no tan acentuada como aquellos que piensan que la cultura es sólamente saber “de letras” y/o que “las ciencias” no son importantes, pero existe. Sin embargo, una vez te adentras en el mundo de la ciencia puedes encontrarte con cosas que se parecen más al arte que a la propia ciencia. En esta entrada os voy a hablar sobre algunas de las curiosidades artísticas de la astronomía, por ser quizá una de las ramas que mayores posibilidades ofrece para disfrutarla de forma visual, e incluso sonora.

La astronomía, así como la astrofísica, se basa principalmente en las observaciones realizadas por telescopios y radioantenas, ya sean con base terrestre o espacial. Debido a que nuestra atmósfera es una mala compañera que nos perturba las imágenes y nos hace invisible el cielo a ciertas longitudes de onda, lo mejor es salirnos siempre que podemos fuera de nuestro planeta para observar. Esto supone un mayor costo económico, pero se gana en potencia y nitidez en las imágenes que recibamos, lo que a la postre supone unos resultados científicos más precisos al estudiar los datos.

Otra propiedad importante de la astrofísica es que podemos observar el universo en el espectro electromagnético completo, es decir, desde las amplias ondas de radio a los energéticos rayos gamma. Desde tierra no podemos captar algunas emisiones, como bien podemos ver en la imagen inferior en la que se representa la absorción por parte de la atmósfera de diferentes tipos de radiación electromagnética. Así pues, los rayos gamma, rayos X, ultravioleta o infrarrojo no somos capaces de observarlos con un telescopio terrestre, y es necesario salirse al espacio para estudiar el universo en dichas longitudes de onda.

Absorcion de la radiación por parte de la atmósfera

Y aquí es dónde comienza a aparecer el arte en la astronomía. La gran mayoría de las astrofotografías realizadas por los telescopios espaciales están tomadas en una zona del espectro electromagnético que no es visible al ojo humano, es decir, no está en la región óptica en la que aparecen los colores. Esto quiere decir que en estas imágenes es completamente imposible que podamos ver algún color. Sin embargo en casi todas las fotografías que podemos observar en internet o los medios de comunicación sí que están a color. ¿Dónde está el truco entonces? La respuesta es muy sencilla: aplicando una simple transformación a la imagen para darla falso color.

El falso color se puede realizar con una sola tonalidad como por ejemplo hacen las cámaras de visión nocturna, en las que las imágenes son de color verde; o se puede realizar con la totalidad del espectro de colores. Este último caso es el más llamativo desde el punto de vista artístico pues siempre es más bonito ver una imagen con diferentes colores y tonalidades que una imagen monocromática. La forma de hacer esto último es sencilla e ingeniosa. Se coge la imagen obtenida por el telescopio y se asigna a la mayor longitud de onda observada el color rojo. Por otro lado, a la menor longitud de onda observada se le asigna el color azul. El resto de colores, se van dando de forma homogénea según el resto de frecuencias que haya en la imagen. Una aplicación de este método se puede ver en la siguiente fotografía de nuestro Sol tomada por el telescopio espacial SOHO de la NASA en luz ultravioleta.

El Sol en ultravioleta por el SOHO

Otra forma artística de observar y comprender el universo puede ser escuchándolo. Como ya sabréis, en el medio interestelar o interplanetario es imposible la propagación de una onda mecánica como es el sonido, pero podemos hacer una transformación para convertir la radiación electromagnética en sonido, al igual que hacemos en la Tierra con las ondas de radio. Esta conversión se puede realizar sea cual sea la longitud de onda de la radiación electromagnética, es decir no es algo único de las ondas de radio, y los sonidos resultantes pueden llegar a ser muy bonitos. Como ejemplo, os voy a dejar con los sonidos de un conjunto de 16 púlsares del cúmulo 47 Tucanae que llegan a sonar bastante armónicos. Existen muchas más “grabaciones sonoras” de púlsares y cuerpos de nuestro Sistema Solar que os invito a buscar por la red.

Así pues, tenemos que la astronomía, pese a ser una ciencia pura, muy basada en la observación y comprobación de hipótesis, tiene también un aspecto artístico que nos permite tener imágenes y fotografías que, bajo mi punto de vista, son las mayores joyas que podemos alcanzar hoy en día. Quizá no sean un cuadro de Picasso, Goya, o Van Gogh, pero las astrofotografías, en cierto modo, son pequeñas pinceladas del pasado que nos muestran de dónde venimos y, lo que es mejor, hacia dónde vamos.

Saludos 😉

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La NASA en España

MDSCCCuando pensamos en las instalaciones de la NASA todo el mundo se va a Houston, por aquello de “Houston, tenemos un problema” o a cabo Cañaveral por la plataforma de lanzamiento de los transbordadores y demás sondas espaciales que lanza la mayor agencia espacial del mundo. Sin embargo, estas sondas y sobre todo las que se adentran más en los confines del Sistema Solar necesitan ser controladas desde Tierra desde más de un lugar. De ahí que para seguir a estas naves destinadas al espacio profundo se utilicen tres ubicaciones repartidas por nuestro planeta formando la Red del Espacio Profundo de la NASA. Estas instalaciones están en Barstow (California), Canberra (Australia) y Robledo de Chavela (Madrid). De esta última estación de seguimiento es de la que os voy a hablar hoy.

El Madrid Deep Space Communication Complex (MDSCC) es la única instalación de la NASA en España y como ya os comenté en el párrafo anterior se encarga de el seguimiento de las misiones que más lejos viajan por nuestro Sistema Solar. La mayor de sus antenas mide 70 metros de diámetro mientras que la más pequeña, “la Dino”, fue la encargada del seguimiento de las misiones Apollo de la NASA, incluido el alunizaje del Apollo 11 sobre la superficie lunar.

Terminal antiguo NASAEn el mes de julio tuve la oportunidad de visitar estas instalaciones y las impresiones que me dejó fueron bastante ambiguas. Por un lado me llamaron muchísimo la atención las antenas de seguimiento y la posibilidad de realizar telemetría con sondas que están a miles de millones de nuestro planeta, pero por otro me llevé una mala impresión de los instrumentos utilizados allí. Aunque es bastante probable que las salas que nos enseñaron, es decir las abiertas al público, fueran tan solo pequeñas salas de poca importancia llenas de trastos viejos e instrumentos antiguos. Y si no me creéis fijaros en el terminal de la imagen de la izquierda, más propio de los años 80 que de nuestros días.

En cuanto a las antenas, era bastante sorprendente ver cómo se movían. La de 70 metros (denominada CSS-63) que podéis ver en la imagen inferior, se encontraba realizando un seguimiento a la Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), en órbita alrededor de Marte como su propio nombre indica, cuando llegamos; pero en cuanto Saturno asomó por el horizonte, cambió su orientación para el seguimiento de la sonda Cassini alrededor del “señor de la anillos”. Debido a que todavía estaba bajo en el horizonte fijaros en la inclinación de la antena. Espectacular!! Para realizar estos cambios de dirección se utiliza un sistema muy ingenioso, a la par que efectivo. En la base del radiotelescopio se inyecta aceite a presión sobre el que las 3.500 de toneladas de la antena “flotan”. Esta fina capa de aceite tiene tan solo 0,03 mm de espesor, pero es suficiente para soportar y dirigir la antena. Como os podéis imaginar, de esta forma se eliminan los rozamientos y el movimiento es más cómodo y fluido, requiriendo menos energía.

Radioantena NASASi os preguntáis por el asombroso tamaño de las radioantenas, la respuesta es muy sencilla. Las sondas espaciales emiten una señal desde un punto del espacio muy alejado de nuestro planeta, por lo que la potencia que nos llega es muy débil. Si la antena fuera pequeña no se podría recoger suficiente información debido a las dificultades para captar una señal tan tenue. Nos contaban allí que la potencia a la que llega la señal es de unos 20 W, que es menos que lo que puede consumir una bombilla en tu casa o una simple linterna. Si a esto le sumamos que la señar llega desde, por ejemplo, Saturno, ya se comprende su tamaño. De todas formas el poder de la antena principal, DSS-63, es tal que podría llegar a captar señales de tan solo ¡¡10-28 W!!

Otra característica importante es la disposición de la Red del Espacio Profundo. Al tener una estación repartida en cada tercio del planeta, separadas por aproximadamente 10.000 km cada una, se puede mantener el contacto con las sondas ininterrumpidamente. Esto es sumamente importante ya que perder la comunicación supondría la interrupción del envío/recepción de información como pueden ser el envío de órdenes a la nave o la recepción en tierra de fotos o medidas de sensores.

Red del Espacio Profundo de la NASA

Para saber un poco más sobre el completo MDSCC os recomiendo que entréis en su web y veáis el vídeo introductorio en castellano, así como toda la información sobre sus antenas y misiones.

Saludos 😉

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Herschel & Planck

Logo ESASi todo marcha como está previsto, en dos días, 14 de mayo, serán puestos en órbita los satélites Herschel y Planck de la ESA. Ambos tienen misiones diferentes, pero puede decirse que su misión conjunta es la de estudiar el origen y la evolución del universo. Para ello lo que harán será observar el universo en frecuencias diferentes, centrándose Herschel en el infrarrojo lejano y Planck en las microondas. Ambos satélites serán lanzados juntos a las 15:12 hora española a bordo de un Ariane 5 desde Kourou en la Guayana Francesa. Veamos más en detalle las características y objetivos de estos dos satélites de la Agencia Espacial Europea.

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Construyendo telescopios caseros en la Universidad de Oviedo

cristalesDurante toda la Semana Santa un grupo de alumnos de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Oviedo participamos en un taller de construcción de telescopios. Nuestro objetivo era construir cada uno un telescopio reflector tipo Newton partiendo prácticamente de 0. Al final de la semana teníamos un telescopio para cada uno y un telescopio que quedó para la facultad, en total, 14 tubos ópticos. Y como seguro que os preguntaréis cómo fue todo el proceso de construcción, os voy a contar qué fuimos haciendo para poder construir nuestro propio telescopio casero en tan solo 5 días (32 horas).

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El instrumento que cambió el mundo

Según Aristóteles, aceptado unánimemente durante siglos como uno de los mayores pensadores de la historia, el mundo supralunar, es decir, el que se situaba por encima de la órbita de la Luna, era perfecto e inmutable. De esta forma, se interpretaba que los cambios que de vez en cuando asombraban a los observadores, por ejemplo los cometas, tenían que producirse en la atmósfera para no contradecir esta idea de perfección.

Las teorías aristotélicas perduraron muchos siglos, incluso aunque algunos astrónomos observaran cambios en el cielo. En noviembre de 1572 unos pastores de Onteniente relataron al profesor Jerónimo Muñoz que en el cielo había aparecido una nueva estrella que podía verse incluso de día. Muñoz era profesor de la Universidad de Valencia y en sus escritos podemos leer “de propósito mirando al cielo vide cerca de la Casiopea una estrella como lucero…la magnitud aparente parecía entonces algo mayor que Júpiter…mas parecía escintillar como estrella fija”. La nueva estrella era en efecto una nova, el resultado de la colosal explosión de una enana blanca. En 1573 escribe por encargo del rey Felipe II el Libro del Nuevo Cometa. En su libro queda claro que el Universo es corruptible e infinito, al contrario de lo que había postulado Aristóteles. La presencia de la nueva estrella es debida a un fenómeno astronómico y no atmosférico.

Tras la publicación de su obra, Jerónimo Muñoz se granjeó la enemistad de los teólogos de la época, que criticaron sin piedad sus impecables observaciones. No era fácil cambiar el modo de entender el universo, pero poco tiempo después un sencillo instrumento lograría acallar incluso a las voces más críticas.

No sabemos a ciencia cierta quien fue el inventor del telescopio, es posible que tuviera un origen español o que surgiera en los talleres de los talladores de lentes de los Países Bajos, poco importa realmente. En mayo de 1609, Galileo Galilei recibe en Venecia una carta de Jacques Badovere, un noble francés que le confirma un rumor que ya había escuchado en Italia, la existencia en los Países Bajos de un instrumento óptico que permitía ver los objetos lejanos.

Dos de los telescopios de Galileo. Museo di Storia della Scienza. Florencia

Dos de los telescopios de Galileo. Museo di Storia della Scienza. Florencia

A su llegada a Padua, donde era profesor de matemáticas, construye su primer telescopio en un plazo de tan sólo veinticuatro horas. Se trataba de un simple tubo de plomo con dos lentes de cristal en los extremos, ambas con un lado plano y el otro convexo y cóncavo respectivamente.

El resultado fue tan satisfactorio que Galileo escribió inmediatamente a sus amigos. Tras montar las lentes sobre un tubo mejor lo envió a Venecia y durante un mes pasó por las manos de diversos oficiales de la República Serenísima despertando siempre la misma admiración. Galileo, consciente de la importancia militar del invento, lo presenta al Senado. A cambio, su plaza en Padua pasa a ser vitalicia y su salario se ve incrementado en 1000 florines al año.

Tras su regreso a Padua fabrica otros dos telescopios, uno de 8 aumentos y otro de 20 aumentos, con éste último consigue ver la Luna que muestra una superficie rugosa y montañosa.

Bocetos de las observaciones lunares de Galileo

Bocetos de las observaciones lunares de Galileo

Su cuarto telescopio confirma la primera observación lunar. La superficie de nuestro satélite no parece lisa como muchos griegos habían pensado, al telescopio se observan perfectamente los valles y montañas lunares. En el terminador, la zona que separa la zona en penumbra de la zona iluminada es donde mejor se aprecian las formaciones. También constata que las montañas de la Luna son muy altas.

Portada de la obra Sidereus Nuncius

Portada de la obra Sidereus Nuncius

Galileo publica los resultados de sus observaciones en una pequeña obra titulada Sidereus Nuncius, dedicada al gran duque Cosme II de Medici. Su publicación en marzo de 1610, apenas dos meses después de las primeras observaciones telescópicas del cielo, produce un extraordinario efecto entre los eruditos de la época. En este sentido podemos afirmar sin ápice de exageración que el telescopio de Galileo verdaderamente cambió el mundo, ya que contribuyó no sólo a demoler la imagen tradicional del universo aristotélico, sino que tuvo importantes repercusiones en los planos filosófico, religioso y antropológico. El planteamiento de la posición de la Tierra en el Universo y de su movilidad generó a su vez nuevos interrogantes sobre el origen del mundo y sobre el sentido y el fin de la especie humana.

En el Año Internacional de la Astronomía que hoy empieza tenemos una ocasión única para celebrar la contribución a la sociedad, a la cultura y al desarrollo de la humanidad que ha supuesto esta rama del conocimiento.

Bibliografía:

The History of the Telescope. Henry C. King. Dover, 2003.

Il telescopio di Galileo. Giorgio Strano et al. Giunti, 2008.

Hacia una nueva imagen del mundo. Gonzalo Menéndez-Pidal. Real Academia de la Historia, 2003
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