Observar el cielo

• El principio de la astronomía se remonta al inicio de los tiempos, ligada a la religión
• Los primeros observatorios pretendían adorar a los dioses
• A partir de los siglos XVIII y XIX se inició una carrera telescópica con proyectos gigantescos
• El Hubble puede considerarse como uno de los triunfos científicos más importantes
• Su inmediato sucesor será el telescopio espacial James Webb, que se lanzará en 2013

Imagen tomada por el Hubble de colisiones de una galaxia.

Todos lo hemos hecho alguna vez; tirados de espaldas en el verde o en la arena de alguna playa durante la noche, hemos mirado al cielo. Los monos antropoides que empezaron a recorrer las sabanas africanas hace millones de años es seguro que miraban al cielo nocturno, y se hacían preguntas, que con el tiempo se fueron haciendo más y más complicadas, e interesantes.

¿Qué son esos puntos de luz? ¿Por qué se mueven y cambian? ¿Cómo es que algunos desaparecen, pero después vuelven a reaparecer? ¿Por qué cuando uno concreto de esos puntos se alinea al atardecer con otros dos es tiempo de plantar la cosecha, o de emigrar al desfiladero de la cacería del búfalo, o de visitar el río de los salmones? La astronomía estuvo desde el principio ligada a la religión, y a la astrología.

Las explicaciones a la existencia de luces nocturnas en el cielo y sus movimientos eran los dioses y sus voluntades. Pero la exactitud de esos movimientos, su constante y precisa repetición, permite utilizar el cielo nocturno como una brújula, y sobre todo como un reloj. Cuando los humanos nos hicimos agricultores y empezamos a necesitar fechas exactas para nuestras plantaciones, empezamos a mejorar las observaciones de la noche. Y así nacieron los primeros observatorios astronómicos, que durante milenios han sido las instalaciones científica más grandes y poderosas de planeta.

Hoy el Telescopio Hubble, y su creciente flota de telescopios orbitales, son de las pocas pruebas inequívocas de civilización que descubriría una expedición alienígena. Una especie que coloca instrumentos científicos en órbita, independientemente de sus demás defectos, puede decirse que es civilizada.

Al principio para adorar a los dioses

Los primeros observatorios eran también templos donde se adoraba a la voluntad de los dioses que movían los astros. Los emplazamientos de los trilitos de Stonehenge o los menhires de Carnac trataban de reconocer a las divinidades y asegurarse sus buenos oficios, pero como parte de este culto y reverencia estaban colocados y orientados de modo que ayudaban a contemplar los astros en determinadas fechas.

Los primeros observatorios eran arquitectónicos, y aprovechaban alineaciones. Una estrella aparece en línea recta con un par de rocas verticales, pero sólo al atardecer del Solsticio de verano. Una estrecha ventana deja pasar un rayo de sol que ilumina una pared, pero sólo al amanecer del equinoccio. De esta manera, con la ayuda de hitos permanentes erigidos, se puede conocer de modo reproducible y exacto en qué día del ciclo astronómico estamos.

Y la función era tan importante, ya sea por la magia o por la cronología, que los neolíticos se tomaron molestias inmensas, acarreando grandes bloques de piedra a lo largo de distancias a veces de centenares de kilómetros para crear estos monumentos. Los egipcios, más tarde, usaron observaciones del cielo en la construcción de sus pirámides, que funcionaban como grandes relojes celestiales además de como tumbas.

Pero fueron quizá los mesopotámicos los que primero crearon verdaderos templos-observatorio en la cúspide de sus Zigurat, pirámides escalonadas que 'tenían su cúspide en las estrellas'. Las observaciones de los caldeos (los sabios astrónomos de babilonia) descubrieron numerosos detalles sobre las estrellas y sus movimientos, que fueron después de enorme utilidad para los astrónomos griegos y helenísticos. Los caldeos, como los hindúes y los chinos, usaban sobre todo la astronomía como un complemento de la religión, y para propósitos adivinatorios. Los chinos y los coreanos sí que desarrollaron templos-observatorio y alinearon ciertas estructuras de lugares como Ankgor Vat con fenómenos estelares.

Instrumentos profesionales

Los griegos integraron las observaciones del cielo con teorías del funcionamiento del Universo que excluían a los dioses por primera vez. Con instrumentos sorprendentemente escasos y limitados, pero con un gran dominio de la geometría y de las matemáticas, fueron capaces de hacer descubrimientos de sorprendente exactitud; Eratóstenes calculó correctamente la circunferencia de la Tierra, e Hiparco de Nicea calculó la distancia a la Luna. Ptolomeo, por su parte, catalogó la posición exacta de más de 1000 estrellas fijas, a ojo; aunque el primer catálogo celeste había aparecido en China en el Cuarto milenio adC. La astronomía griega, con su énfasis en la teoría y las matemáticas, fue la base de la árabe, que a su vez influyó decisivamente en el nacimiento de la astronomía occidental.

Pero los griegos y los árabes no necesitaban grandes obras arquitectónicas para su astronomía; les bastaban un puñado de instrumentos (astrolabios, alidadas, plomadas y una terraza abierta. Al otro lado del Atlántico, en Yucatán y Perú, los Mayas y los Incas desarrollaron sus propios templos, monumentos-observatorio con funciones y sistemas similares a los de mesopotámicos y egipcios. Las alineaciones y la precisa orientación de elementos de construcción era lo que marcaba el paso de las estaciones, y permitía la elaboración y calibrado de precisos calendarios.

El camino hacia los grandes observatorios se inició a principios del siglo XVII, con la invención del telescopio refractor. Compuesto de dos lentes separadas en un tubo hueco, se atribuye su invención a un fabricante de lentes germano-holandés llamado Hans Lippershey, aunque otros reclamaron la paternidad de invento.

Sabemos quién lo 'reinventó' sobre la marcha en cuanto supo de su existencia: Galileo Galilei, el primer ser humano que contempló los cráteres de la Luna, los satélites de Júpiter y (aunque él jamás lo supo e interpretó mal su descubrimiento) los anillos de Saturno. Al hacerlo destruyó las bases de la visión celestial y geocéntrica que predominaba en la época, basada en una interpretación teológica particular.

Desde el telescopio y Galileo la observación del cielo jamás volvió a ser la misma, porque el instrumento permite contemplar objetos mucho más lejanos con mucha mayor precisión.

La carrera telescópica

Por eso se inició una carrera para construir telescopios cada vez más poderosos.

De las lentes, difíciles de fabricar y que daban con facilidad distorsiones, se pasó a usar espejos, naciendo así el Telescopio Reflector en 1668 de la mano de Isaac Newton. Los espejos podían hacerse más grandes, y su tamaño determina la potencia del telescopio. En esencia su trabajo consiste en concentrar la luz recibida del cielo en un punto; cuanto mayor la concentración, mayor el poder del instrumento. Durante el siglo XVIII se inventaron las lentes acromáticas y se perfeccionaron espejos tallados de modo más preciso en curvas más exactas.

Los incrementos de calidad y de tamaño se mantuvieron durante el siglo XIX y hasta mediados del XX, culminando en el Telescopio Hale del Monte Palomar, con su espejo primario de 5 metros de diámetro, y el ruso BTA-6 , con un espejo de 6 metros (aunque fallos de diseño le impidieron alcanzar sus límites teóricos). Ambos pueden considerarse como la culminación del telescopio óptico reflector de espejo único. Los próximos observatorios serán muy diferentes en escala, y en funcionamiento.

En efecto, se estaban alcanzando los límites de construcción de espejos de gran tamaño rígidos con las adecuadas tolerancias en las medidas. La siguiente generación de telescopios se caracteriza por usar varios espejos independientes que se coordinan entre sí de tal modo que su potencia se multiplica, y por su uso de técnicas de Óptica Adaptativa para compensar las distorsiones que provoca la atmósfera. Los observatorios actuales, o en proyecto, se instalan en la cumbre de elevadas montañas, en zonas extremadamente secas, y suelen constar de varios telescopios que están construidos para operar en conjunto. Se trata de proyectos gigantescos con costes, literalmente, astronómicos.

Entre ellos destacan el Thirty Meter Telescope (telescopio de 30 metros), con un espejo compuesto por 492 espejos poligonales; el proyecto del EuropeanExtremely Large Telescope (telescopio europeo extremadamente grande) pretender crear un espejo principal segmentado de 42 metros de diámetro; y el Giant Magellan Telescope (telescopio gigante Magallanes) que se construye en Las Campanas, Chile, que tendrá 7 espejos principales de 8,4 metros de diámetro, coordinados para crear una única superficie óptica equivalente a 24,5 metros.

El mayor telescopio óptico terrestre en activo en este momento es el Gran Telescopio Canarias, situado en el observatorio del Roque de los Muchachos, en la isla de la Palma; tiene un espejo principal de 10,4 metros de diámetro formado por 36 piezas hexagonales.

Desde 1931 se viene trabajando también en telescopios que utilizan longitudes de onda no visibles: se trata de los radiotelescopios, alguno de los cuales alcanzan tamaños enormes. El mayor de todos, si se llega a construir, será el Square Kilometer Array (complejo del kilómetro cuadrado), que integrará miles de antenas cubriendo extensiones continentales en una antena única capaz de recibir ondas de radio con una potencia y una resolución desconocidas hasta el momento.

Los telescopios más interesantes, en órbita

Pero quizá los telescopios más interesantes del mundo en este momento no están en la Tierra, sino en órbita. Desde hace mucho tiempo los astrónomos han soñado con escapar de las limitaciones que fuerza sobre ellos la atmósfera, que distorsiona o bloquea determinadas partes del espectro electromagnético dificultando o imposibilitando observaciones. La óptica adaptativa tiene sus límites, así que la solución obvia era sacar los telescopios de la atmósfera terrestre, y es lo que se hizo con el Telescopio Espacial Hubble. Lanzado en 1990 y reparado varias veces (la última esta misma semana), el Hubble puede considerarse como uno de los triunfos científicos de los que más orgullosos podemos estar como especie. A pesar de su limitado tamaño (su espejo principal apenas tiene 2,4 metros de diámetro) la ausencia del velo atmosférico le ha permitido observaciones de enorme importancia astronómica.

Además de imágenes de una sobrecogedora belleza.

El éxito del Hubble ha sido tal que toda una flota de telescopios le seguirá en órbita. Su inmediato sucesor será el telescopio espacial James Webb, tendrá un espejo de 6,5 metros, y estará optimizado para observar en el infrarrojo; se espera sea lanzado hacia 2013. Pero hay previstos numerosos ejemplares, que trabajarán en distintas longitudes de onda, algunas invisibles desde la superficie.

En los próximos años tendremos numerosos observatorios astronómicos orbitales ente la creciente flota de satélites que rodea nuestro planeta. Su presencia indicaría sin duda alguna a cualquier extraterrestre que el planeta está habitado por inteligencias capaces, en su mejor momento, de realizar grandes esfuerzos por el conocimiento científico. Porque la curiosidad que nos hace mirar al cielo nocturno ha empujado desde hace milenios a la Humanidad a crear cada vez mayores y mejores formas de observar, cada vez más lejos.