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El Gran Telescopio Milimétrico mexicano: ¿hacia el Premio Nobel?


La importancia de haber podido captar la imagen de un agujero negro y con ello comprobar la teoría de la relatividad, hace posible su nominación en el campo de la física

El Gran Telescopio Milimétrico mexicano: ¿hacia el Premio Nobel?


Tomado de El Universal
Enrique Anzures
11 de abril de 2019

En el pequeño poblado de Atzitzintla, ubicado entre los límites del Estado de Puebla y Veracruz, se haya un valle boscoso, bañado en el silencio e impregnado de perfumes de pino. En su interior se ubica el volcán extinto Sierra Negra, que al igual que el Popocatépetl y el Iztaccíhuatl que dominan el paisaje de la Ciudad de México, se hace acompañar por el Citlaltépetl, mejor conocido como el Pico de Orizaba.

Hace dos décadas, el entorno de milpas y caseríos de campesinos de la zona comenzó a transformarse, cuando un grupo de foráneos se instaló en una pequeña Casa Blanca. En la pared dibujaron el logotipo del Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica (INAOE). Fue el inicio de una gran aventura científica que acaba de coronar un logro sonado en todo el mundo: la obtención de la primera imagen de un agujero negro.

Ciencia y comunidad

Desde entonces la pequeña comunidad se ha visto trasformada por el desarrollo científico y tecnológico que ha representado la instalación en la cúspide de la sierra a 4580 sobre el nivel del mar, el Gran Telescopio Milimétrico (GTM), la herramienta científica más grande del país.

“Se ha observado una mejora en la calidad de vida de esta pequeña población, debido a las necesidades que contrajo la obra y operación de GTM”, asegura el Dr. David Hughes, director e investigador principal del GTM en entrevista para Tangible.

Con una inversión de más de 200 millones de dólares, repartidos en su mayor parte por el INAOE, y una menor participación de la Universidad de Massachusetts Amherst (UMass-Amherst), el GTM ha sido uno de los proyectos más ambiciosos en la historia de la ciencia desarrollada en México, debido a los aspectos de ingeniería civil que implicó, desarrollo tecnológico y la ciencia de frontera que contrae.

El Gran Telescopio Milimétrico mexicano: ¿hacia el Premio Nobel?
La participación del Gran Telescopio Milimétrico fue fundamental para captar la imagen de un agujero negro | Foto: Ulises Ruíz


Tecnología de clase mundial

Desarrollar un proyecto de estas dimensiones y que representaría ser único en su tipo, requirió poco más de dos décadas entre la planeación, diseño, construcción y puesta en funcionamiento. Un periodo que inició en 1994 y comenzó su primera actividad científica en 2013.

Para lograr cumplir los objetivos de investigación se requería de un radio telescopio con una envergadura de 50 metros de diámetro y que pudiera captar ondas con tamaños entre 0.85 mm y 4 mm, lo que contrajo la dificultad de diseñar un plato parabólico capaz de no deformarse por su propio peso, menos que el grosor de un cabello humano. La tecnología que se desarrolló para que la superficie de níquel conserve su forma, consistió en un arreglo de 180 paneles independientes que, mediante unos motores de alta presión —llamados acatadores— ubicados en la base de cada panel, se ajustarían conforme el telescopio se fuera moviéndose para apuntar y segur al objeto astronómico a estudiar. Realizar esta labor no fue trabajo fácil, ya que no es una tecnología que se pueda adquirir comercialmente y, por lo tanto, requirió del ingenio de los instrumentistas para solucionar los problemas que contraer desarrollar tecnología de punta. La calibración del GTM fue parcial, empezando con anillos que se iban expandiendo de adentro hacía afuera para lograr alcanzar los 50 metros de diámetro. Entre la electrónica, mecánica y óptica que deben de coordinarse como si se tratara de un fino vals, que se debían ajustar junto con todos los instrumentos con técnicas como la fotogrametría, usada principalmente para generar los planos generados por los satélites espía. Después de pasar por la ardua labor que conlleva este tipo de adelantos, un camino que pasaron los grandes observatorios astronómicos más importantes del mundo, como los telescopios ópticos más grandes del hemisferio Norte, los Keck, ubicados en la isla de Hawái, se puede empezar con la labor científica.

El Gran Telescopio Milimétrico mexicano: ¿hacia el Premio Nobel?
Para la confección del radiotelescopio se requirió generar un plato parabólico que no se deformara por su propio peso | Foto: El Universal La visión del fundador El desarrollo tecnológico y científico conformó una escuela de especialistas en instrumentación astronómica y científicos especializados en distintas áreas del conocimiento, los que han logrado posicionarse en sus campos con respecto a sus homólogos de los distintos centros de investigación. Los datos obtenidos por el radio telescopio, ya empiezan a tener frutos, ya que han dado la pauta para realizar producción científica y, recientemente, una de las tesis de doctorado que produjo recibió el premio de la Unión Internacional de Astronomía como mejor trabajo de esta índole. Conjuntar tantos esfuerzos en un mismo camino, en un país en vías de desarrollo, es una labor que requiere un liderazgo, habilidades políticas para conseguir los recursos y gestionarlos de manera óptima. Este trabajo recayó en gran medida al astrónomo Alfonso Serrano Pérez-Grovas, quien fuera director del Instituto de Astronomía de la UNAM y después del INAOE. Serrano dedicó una parte de su vida para lograr construir el GTM. Por su dedicación y entrega, en el año 2012 póstumo a su muerte, se nombró al Gran Telescopio Milimétrico con su nombre. El GTM en el mundo Todo el conjunto de trabajo para construir el GTM, operarlo y seguir el paso de las exigencias de los países más avanzado, fue puesto a prueba con el proyecto internacional Telescopio Horizonte de Sucesos (Event Horizon Telescope [EHT]). El principal objetivo científico del experimento realizado para el año 2017, consistió en estudiar las condiciones que existen en el borde de los agujeros negros supermasivos en el centro la Vía Láctea denominado como Sagitario A* y de la galaxia M87, en dónde la gravedad es sumamente intensa. Con esta información se pudo corroborar si la teoría general de la relatividad, desarrollada por el físico Albert Einstein en 1915 explicaba adecuadamente las circunstancias observadas. El EHT, consiste en un conjunto de 8 radio telescopios ubicados en la Antártida, Chile, México, Estados Unidos, España, Francia y Groenlandia. Esta red simula un radiotelescopio virtual con una superficie equivalente al área del planeta Tierra, aplicando una técnica llamada Interferometría de Base Ancha (VLBI por sus siglas en inglés).

El Gran Telescopio Milimétrico mexicano: ¿hacia el Premio Nobel?
El principal objetivo del Telescopio Horizonte de Sucesos (Event Horizon Telescope) fue estudiar las condiciones que existen en el borde de los agujeros negros supermasivos Sagitario A*, en el centro de la Vía Láctea, y de la galaxia M87. La red fue compuesta por ocho radiotelescopios, que simulan un radiotelescopio virtual equivalente al área de la Tierra
Foto: Especial
Para contribuir con el proyecto internacional, los astrofísicos mexicanos realizaron tomas de los dos agujeros negros supermasivos con el GTM, entre 5 y 15 de abril del año 2017, recabando 900 terabytes (TB) de información, que fueron almacenado en discos duros y enviados al Observatorio Haystack del Instituto Tecnológico de Massachusetts, en Estados Unidos y al Instituto Max Planck, en Alemania. En total la información del total de datos almacenados de los radiotelescopios participantes del proyecto fue integrada en 1 petabit (PB) para ser procesados por una súper computadora. La imagen histórica La mañana del miércoles 10 de abril en las instalaciones de la sede del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), se presentó la conferencia de prensa, presidida por la Dra. María Elena Álvarez-Buylla Roces, titular del Conacyt, el Dr. Leopoldo Altamirano Robles, director del INAOE, acompañado del Dr. David Hughes, director e investigador principal del GTM y el Dr. Laurent Loinard, investigador del Instittuto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA) de la UNAM. En la sesión se mostró la imagen que muestra lo que se percibe como la sombra del agujero negro Sagitario A*. Ante los medios Dr. David Hughes proclamo de manera emotiva:

Señoras y señores, podemos informar que la imagen muestra que la Teoría General de la Relatividad es correcta”

No es descabellado pensar que este hallazgo sea reconocido con la presea más importante de la ciencia, el Premio Nobel, sobre todo si se piensa en el antecedente del proyecto LIGO que en 2015 comprobó la existencia de las ondas gravitacionales y fue merecedor de la codiciada tarea en la categoría de física.

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