En abril pasado, una coalición de cientos de científicos de todo el mundo se unió para lograr algo que antes se consideraba imposible: producir el primera imagen de un agujero negro, como parte del proyecto Event Horizon Telescope (EHT).
Contenido
- Adaptación de telescopios para una nueva función
- Una coincidencia de buen tiempo
- Acorralar a personas y organizaciones
- Retos personales
- Un resultado notable
Jonathan Weintroub es un ingeniero eléctrico y científico que desempeñó un papel destacado en el diseño del instrumentación digital para todo el conjunto, y que ha estado involucrado con el EHT desde sus inicios. etapas. Digital Trends habló con él sobre los desafíos de reunir a tantas personas, instituciones y telescopios con un objetivo compartido.
La colaboración es el superpoder de la humanidad. Ha permitido algunos de los avances más significativos que el mundo haya visto jamás y, en esta serie, mostraremos algunos de los ejemplos más increíbles e inspiradores de colaboración que se está llevando a cabo correctamente ahora.
Adaptación de telescopios para una nueva función
El proyecto requirió el uso de ocho telescopios diferentes en seis ubicaciones diferentes. Sin embargo, estos telescopios no fueron hechos a medida para esta tarea: Weintroub y sus colegas tomaron telescopios existentes y los equiparon con nuevos equipos para hacerlos parte de un conjunto global.
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La mayoría de los telescopios eran platos parabólicos simples, como el Telescopio del Polo Sur en la Antártida o el IRAM. Telescopio de 30 metros en España, “por lo que parecen la antena parabólica de tu televisor, pero más grande”, Weintroub explicado. El equipo instaló dos equipos en cada antena: primero, había un backend digital que constaba de un convertidor analógico a digital y una computadora Linux con 256 terabytes de almacenamiento por grabadora. Cuatro de estos grabadores por sitio contenían un total de 1,2 petabytes de datos.
En segundo lugar, había un reloj atómico, ya que las marcas de tiempo precisas son esenciales para obtener lecturas precisas en todo el conjunto. "Es del tamaño de un refrigerador de dormitorio y mantiene el tiempo con un margen de error de aproximadamente un segundo cada diez millones de años", dijo Weintroub.
Algunos de los telescopios involucrados eran conjuntos que constan de múltiples platos, como el Submillimeter Array en Hawaii o el Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array en Chile. Para el proyecto EHT, estos conjuntos deben actuar como una única estación. Esto implicó un paso de procesamiento adicional, como explicó Weintroub: “En lugar de realizar el procesamiento estándar que hacemos en el señales, construimos un instrumento especial que suma la salida de cada telescopio en la matriz y presenta solo una señal para digitalizar”.
Una coincidencia de buen tiempo
Una vez que los datos se recopilaron en cada sitio del telescopio, se enviaron a una ubicación central para su procesamiento, ya sea en Massachusetts o en Bonn, Alemania. Pero "1,2 petabytes en cada estación son demasiados datos para enviarlos a través de Internet", dijo Weintroub. "Así que empaquetamos físicamente estos discos en una caja y los enviamos a una ubicación central".
Sin embargo, los discos del telescopio del Polo Sur supusieron un desafío. “Ni FedEx ni UPS sirven al Polo Sur, y cuando hacemos la observación en abril no hay servicio aéreo. A finales de febrero cerraron los aviones y allí sólo queda un personal mínimo que empaqueta los discos. Esperamos seis meses antes de que llegue un avión y realice los viajes. Terminamos esperando seis meses por los datos del Polo Sur”.
Otra cuestión práctica fue el clima en cada sitio. Los radiotelescopios de alta frecuencia, como los utilizados en el proyecto EHT, son extremadamente sensibles al agua en la atmósfera y requieren cielos despejados para funcionar con eficacia. De ahí que la mayoría de los telescopios estén ubicados en lugares de gran altitud con atmósferas muy secas, como el desierto de Atacama en Chile o Mauna Kea en Hawaii. Aun así, la observación requiere buen tiempo en todos los lugares. “Si quieres que funcione, es necesario que coincida el buen tiempo en todos los sitios. Resulta que eso sucede con bastante poca frecuencia”.
Las condiciones climáticas no sólo afectan a la ciencia, sino también a los científicos. La altitud extrema y la baja humedad plantean sus propios desafíos para las personas que trabajan en los sitios. “Hay muy poco vapor de agua en la cima de la montaña. Es como un desierto. Tu piel se agrieta, necesitas ponerte protección en los labios”. Y en cuanto a la altitud, “estamos a altitudes de hasta 6.000 metros. La presión atmosférica es aproximadamente el 60% de la del nivel del mar. Tienes mal de altura y dolores de cabeza”. Para adaptarse a las condiciones, los científicos se aclimatan pasando unos días a altitudes cada vez mayores.
Acorralar a personas y organizaciones
EHT era sólo uno de los muchos proyectos que competían por tiempo en los distintos telescopios. Los telescopios tienen un exceso de suscripción, lo que significa que se solicitan más proyectos para usarlos de los que se pueden asignar, por lo que puede ser competitivo conseguir tiempo para los instrumentos. Tratar de acorralar a gobiernos, organizaciones y científicos para que le den tiempo al EHT en las diversas telescopios era una “cuestión de torcerse el brazo”, especialmente antes de que el resultado histórico del EHT apareciera en los titulares de la prensa. 2019.
Y está la cuestión de coordinar a un gran número de personas que viven en diferentes países. Los aspectos prácticos de tener investigadores viviendo en zonas horarias desde el este de Asia hasta Hawaii significan que es casi imposible encontrar un momento para reunirse para realizar teleconferencias. Weintroub terminó organizando dos versiones de cada reunión global, solo para que todos pudieran asistir a una sin tener que levantarse en medio de la noche.
Retos personales
También está el aspecto interpersonal del trabajo científico colaborativo, que a menudo se pasa por alto. "La unión de todos estos telescopios se ha presentado como un modelo de colaboración para el resto del mundo, pero implicó negociaciones complicadas", dijo Weintroub. “Ciertamente existe un desafío cuando la colaboración crece de un grupo de 12 investigadores a un grupo de más de 250. Dentro de la colaboración, existe una cierta cantidad de competencia y rivalidad naturales. Puede ser un pequeño desafío personal”.
El Telescopio del Horizonte de Sucesos - Hola desde el LMT
En los círculos científicos, las contribuciones relativas de los autores a los artículos publicados se reflejan en el orden en que aparecen sus nombres. Pero intentar determinar las contribuciones individuales de cada investigador a un proyecto tan enorme era esencialmente imposible. Algunos miembros del equipo habían estado trabajando en el proyecto durante una década, mientras que otros recién se unieron en los últimos años. Y existe una tremenda presión sobre los investigadores, especialmente aquellos que se encuentran al comienzo de su carrera, para que su nombre aparezca de manera destacada en publicaciones importantes.
"Hubo mucho debate en torno a la autoría", dijo Weintroub. Al final, en los trabajos resultantes del proyecto EHT, “la autoría es puramente alfabética. Después de ser parte del debate, ésta era la única forma en que se podría haber hecho”.
Un resultado notable
Todo este trabajo y coordinación logró un resultado realmente notable: la primera imagen de un agujero negro, ubicado en la galaxia Messier 87. Y el proyecto EHT continuará, con aún más telescopios uniéndose al proyecto para obtener imágenes de más agujeros negros con una sensibilidad aún mayor en el futuro.
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