¿Podríamos construir un telescopio más grande que la Tierra?

Llevamos siglos construyendo telescopios cada vez más grandes, pero esto sin duda tendrá un límite. ¿O tal vez no?

 

En lo que a telescopios respecta, el tamaño sí importa. Para darnos cuenta de ello basta con dar un breve repaso a la evolución del telescopios desde que el holandés Hans Lippershey patentara su catalejo “para ver cosas lejanas como si estuvieran cerca” en 1608 y desde que Galileo Galilei construyera una versión mejorada del invento de Lippershey al año siguiente, con la que descubrió las cuatro lunas principales de Júpiter y observó en detalle la superficie de la Luna. El telescopio de Galileo sería considerado más bien un catalejo grande bajo nuestros estándares y apenas tenía unos pocos centímetros de diámetro.

Siglo y medio más tarde William Herschel construiría un telescopio de 12 metros de largo y 1,2 metros de diámetro, con el que descubriría, apenas unos días después de concluirlo, las lunas Mimas y Encélado de Saturno, lunas de apenas 400 y 500 kilómetros de diámetro respectivamente (unas 10 veces menor diámetro que las lunas galileanas de Júpiter y a mayor distancia). Hacia 1845 Lord Rosse construyó un telescopio de 1,8 metros de diámetro de Irlanda que fue el más grande del mundo hasta 1917, año en que se construyó el telescopio Hooker en California, de 2,5 metros de diámetro. Todos estos telescopios servían para observar luz visible.

A finales de la primera mitad del siglo XX empezamos a construir también radiotelescopios, que podían detectar longitudes de onda más grandes que la visible y que pronto superaron en tamaño a estos telescopios. En 1963 se construyó el radiotelescopio de Arecibo, con un plato con diámetro de 300 metros. Este radiotelescopio, el mayor del mundo por un buen margen, cesó sus operaciones en diciembre de 2020. En 2007 se inauguró el mayor telescopio óptica del mundo, el Gran Telescopio de Canarias, con un diámetro efectivo de 10,4 metros. En la actualidad se está construyendo un telescopio todavía mayor, que debería entrar en funcionamiento en los próximos años, denominado Extremely Large Telescope y situado en Chile, con un diámetro de 39,3 metros. Este instrumento se espera que sea capaz de producir imágenes con 16 veces más resolución que las del telescopio espacial Hubble.

Todos estos avances son increíbles y están consiguiendo llevar a la astronomía y el estudio del universo a nuevos lugares pero, inevitablemente, tienen un límite. Porque la obsesión de construir telescopios cada vez más grandes está justificada. Un telescopio, independientemente de la calidad del cielo que tenga y de lo extremadamente bien pulido que esté, tendrá un límite físico en su resolución, dado por el criterio de Rayleigh. Éste básicamente nos dice que el límite vendrá dado por la longitud de onda de la luz observada y por el diámetro del espejo principal. Cuanto mayor sea el diámetro y menor sea la longitud de onda (es decir, luz más energética, tirando hacia los ultravioletas) mayor será la resolución. Pero no podemos seguir aumentando el tamaño de nuestros telescopios indefinidamente. ¿O sí?

Pues sí, podemos, pero no de la manera que hemos venido intentando históricamente. Si entendemos el espejo de un telescopio como una superficie donde reflejar y recolectar la luz de un astro distante para llevarla al detector, podemos entender que realmente no necesitamos el disco entero para conseguir esto mismo. De hecho, los telescopios más grandes e incluso el telescopio espacial James Webb están compuestos de muchos espejos pequeños unidos para formar uno grande.

Imagina entonces que construimos un telescopio enorme, del tamaño de la Tierra, pero que en vez de completar todo su diámetro con espejos pequeños, sólo los ponemos en algunos sitios estratégicos. Esto mismo es lo que hizo el Event Horizon Telescope, que consiguió producir la primera imagen de un agujero negro, publicada en abril de 2019. Con telescopios situados en lugares tan remotos como Hawaii, el polo Sur, España o Chile, consiguieron tanta resolución como para observar una pelota de tenis sobre la superficie de la Luna. En vez de eso, dirigieron sus telescopios a lugares más interesantes, como el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, conocido como Sagitario A*, o en el centro de la galaxia M87.

Esta técnica, conocida como Interferometría de muy larga base, tiene la ventaja de conseguir resoluciones imposibles con telescopios convencionales, pero la desventaja de que la cantidad de luz captada es mucho menor de la que correspondería a un telescopio completo. Esto tiene sentido, si sólo estamos recopilando la luz en un, digamos, 1% de la superficie efectiva del telescopio, veremos la imagen 100 veces más oscura. Por esto se ha utilizado hasta la fecha para observar objetos especialmente luminosos, como estrellas cercanas o el núcleo de algunas galaxias.

Pero otra vez, si utilizamos tan solo telescopios en tierra, encontraremos en nuestro planeta un límite para el tamaño de estas redes de telescopios. Por ello se ha estado trabajando en la posibilidad de trasladar esta técnica al espacio. Actualmente tenemos la red SVLBI de telescopios, que pueden combinarse para formar un telescopio efectivo de dos veces y media el tamaño de la Tierra, pero en un futuro se espera poder ampliar estas distancias hasta los millones de kilómetros. Si a la vez conseguimos mejorar la recolección de la poca luz que estos telescopios captarían, podríamos llegar a observar lejanos rincones del universo en un detalle ahora mismo inimaginable.

REFERENCIAS:

Schuh et al, 2012, VLBI: A fascinating technique for geodesy and astrometry, Journal of Geodynamics. 61: 68–80, doi:10.1016/j.jog.2012.07.007

The EHT Collaboration, 2019, First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole, The Astrophysical Journal Letters. 875 (1), doi:10.3847/2041-8213/ab0ec7

 

José Luis Oltra de perfil

José Luis Oltra (Cuarentaydos)

Soy físico de formación y viajero de vocación. Divulgo ciencia allí donde me lo permiten, aunque principalmente en youtube y tiktok bajo el nombre de Cuarentaydos. Por aquí me verás hablando de la física del universo, desde las galaxias y estrellas más grandes hasta las partículas subatómicas que las componen.

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