J) Un cartógrafo cósmico. DESI tras los secretos del Universo

EL ENIGMA DE LA ENERGÍA OSCURA
Desde los albores de la civilización la humanidad se ha preguntado ¿de dónde venimos?, ¿hacia dónde vamos? La cosmología moderna busca responder estas mismas preguntas desde una perspectiva científica. Hoy sabemos que vivimos en un Universo en expansión y, más asombroso aún, que en tiempos recientes, a escalas cósmicas, esta expansión se ha acelerado. 

Si bien contamos con un modelo cosmológico que describe sorprendentemente bien nuestras observaciones, muchas preguntas fundamentales siguen abiertas. Por ejemplo, sabemos que la expansión del Universo se acelera porque la observamos, pero no comprendemos aún qué la provoca. Para explicar este fenómeno, la comunidad científica ha introducido en nuestro modelo un elemento enigmático: la energía oscura. Aunque su naturaleza sigue siendo un misterio, nos preguntamos si esta densidad de energía es constante o si evoluciona en el tiempo. 

Para resolver este enigma se ha impulsado un esfuerzo experimental internacional que desarrolla instrumentos terrestres y espaciales para su estudio. Uno de los proyectos de vanguardia que lidera esta búsqueda es el Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), un experimento en la frontera del conocimiento, diseñado para desentrañar el misterio de la aceleración cósmica. 

UN TELESCOPIO CON MILES DE O JOS
DESI es un ambicioso programa dedicado al estudio de la energía oscura mediante un extenso sondeo espectroscópico. Su objetivo es recopilar cuarenta millones de espectros de cuásares y galaxias en un rango de corrimiento al rojo de cero a cuatro, para construir el mapa más grande jamás realizado de la estructura a gran escala del Universo, que abarca miles de millones de años de historia cósmica. Para alcanzar este número sin precedentes de espectros, DESI ha desarrollado un innovador sistema de cinco mil robots capaces de operar de manera completamente automatizada. 
 
 
 
UN VIAJE EN EL TIEMPO
En cosmología mirar lejos es mirar al pasado. Dado que la luz viaja a una velocidad finita, le toma tiempo recorrer grandes distancias. Como resultado, la luz que nos llega desde las regiones más remotas del Universo es un vestigio del pasado. Para descifrar los enigmas cósmicos, DESI estudia la evolución de la expansión del Universo analizando su estructura a gran escala en diferentes épocas, y lo hace mediante la captura de una serie de “instantáneas” que revelan su evolución a lo largo del tiempo.

UNA HUELLA CARACTERÍSTICA
La estructura del Universo conserva una huella única: las regiones más densas quedaron congeladas en el tiempo, formando conchas esféricas alrededor de centros sobredensos. Con el tiempo, las galaxias se formaron en estas zonas de mayor densidad, dejando una huella detectable en su distribución a gran escala. 

Esta huella se originó en las primeras etapas del Universo debido a un fenómeno conocido como oscilaciones acústicas de bariones. Durante este periodo, el cosmos era un plasma caliente en el que la materia interactuaba constantemente con la radiación. La competencia entre la gravedad —que tendía a concentrar la materia— y la presión de la radiación —que se oponía a su compresión— generaron ondas esféricas que se propagaban a través de este plasma, de manera similar a las ondas concéntricas que se forman cuando una gota cae sobre la superficie del agua. Con la expansión del Universo, estas oscilaciones quedaron congeladas, imprimiendo un patrón característico en la distribución de las galaxias que aún podemos observar hoy. Medir el tamaño aparente de esta “regla estándar” nos permite investigar la historia de la expansión del Universo. 

EINSTEIN A PRUEBA
Pero la estructura a gran escala del Universo no sólo nos revela su historia sino también la naturaleza de la gravedad. Al estudiar cómo se forman y evolucionan las estructuras cósmicas, podemos poner a prueba la Relatividad General de Einstein, para ver si esta teoría es válida a escalas cosmológicas. 

Independientemente del resultado, esta investigación marcará un hito en nuestra comprensión del Universo. DESI nos ayudará a responder preguntas fundamentales: ¿qué impulsa la aceleración cósmica?, ¿la energía oscura es constante o evoluciona en el tiempo?, ¿es la Relatividad General válida a escalas cosmológicas o necesitamos una nueva teoría de la gravedad? 

El programa de observación comenzó en 2020 y se espera que continúe hasta 2026. Los resultados preliminares del primer año de observaciones de DESI parecen indicar, por primera vez, una preferencia de los datos por una energía oscura variable en el tiempo. Si esta tendencia se confirma con futuras observaciones, representará un parteaguas en nuestra comprensión de la aceleración cósmica. En los próximos años, DESI seguirá enviándonos pistas desde los rincones más lejanos del cosmos. Mientras tanto, el misterio persiste, esperando ser revelado. 

UN ESFUERZO GLOBAL PARA ENTENDER NUESTRO UNIVERSO
La cosmología observacional de frontera requiere no sólo tecnología avanzada, sino también fuentes diversas de financiamiento y la colaboración de expertos y expertas de todo el mundo. DESI es el resultado de un esfuerzo internacional que reúne a un millar de personas de ciencia de setenta instituciones en todo el planeta. México contribuye con esta iniciativa global desde diversas instituciones, incluyendo a los institutos de Física, de Astronomía y de Ciencias Físicas de la UNAM, al CINVESTAV del Instituto Politécnico Nacional, a la Universidad de Guanajuato y al Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares. Cada integrante juega un papel crucial en el éxito del experimento, ya sea que su aportación se realice en el diseño, la construcción, el análisis de datos, el financiamiento o la administración, lo que demuestra que la ciencia avanza gracias al esfuerzo colectivo. 

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