Amb els ulls ben oberts: la informació que ens arriba de l’univers

En aquest article explicarem un dels fonaments de l’estudi de l’univers… i ho intentarem fer amb uns termes que puguem entendre tots.

Per tant, abans de començar, dir-vos que evitaré masses fonaments o terminologia científica. Ah! I òbviament simplificaré coses, així que, aquells de vosaltres que tingueu coneixements científics m’haureu de perdonar les simplificacions, val?

I de quins fonaments estem parlant? Doncs, ni més ni menys del que ens permet saber què passa allà fora... i fins i tot, què va passar.

Tot, absolutament tot, el què sabem de l’univers, el que podem estudiar, és gràcies a la “llum” que ens arriba dels objectes. Ja veieu que he escrit “llum” entre cometes ... per què en realitat la llum és només una petitíssima part del què es coneix com a radiació electromagnètica. La llum visible, les microones, les radioones, els rajos X, els rajos gamma, els infrarojos,... tot això és radiació electromagnètica, que es mou per l’univers a la velocitat de la llum.

La “composició” de la radiació electromagnètica sempre és la mateixa (una partícula interessant, que es diu fotó), i l’única cosa que diferencia als tipus de radiació electromagnètica és l’energia que els seus fotons porten. Per exemple, els rajos gamma són feixos de fotons altísimament energètics (donem gràcies a l’existència, a la Terra, d’atmosfera amb ozó, que anul•la aquests rajos temibles).

La llum visible, en canvi, està formada per fotons de baixa energia. I encara menys energia porten els infrarojos, o les radioones (si, si, les mateixes que ens serveixen per a rebre emissores de ràdio o de TV, .... és “llum” amb menys energia!)

Un bon exemple per a entendre la radiació electromagnètica seria el so, amb les seves diferents tonalitats, notes més agudes, altres més greus, algunes de les quals el nostre cervell no pot escoltar (eeeeep! El so no és pas radiació electromagnètica, però ens ajuda a entendre l’exemple)

Els processos existents a l’univers generen radiació electromagnètica. Les reaccions nuclears que tenen lloc el centre de les estrelles donen lloc a la llum que veiem (com la que fabrica el Sol), però al mateix temps alliberen altres tipus de “llum”, que no veiem.

Passa el mateix amb altres fenòmens, com ara l’explosió que marca la fi de la vida d’una estrella, o la voracitat amb la què un forat negre es menja la matèria que l’envolta. Tot això ens fa arribar radiació electromagnètica de diferents energies, que podem estudiar.

La llum visible l’estudiem amb telescopis. Els infrarojos els estudiem amb telescopis infrarojos que tenim fora de l’atmosfera, igual que els rajos gamma, que analitzem amb detectors especials que orbiten la Terra. I, com ja deveu saber, les radioones les rebem amb enormes radiotelescopis, que “escolten” sense parar.

La base és, doncs, poder rebre i estudiar tota la radiació electromagnètica que ens arriba d’un objecte. No només la llum visible, sinó tota la demés. Ja que la radiació electromagnètica ens porta informació imprescindible, com per exemple la composició dels objectes, o les pistes per entendre els processos físics i químics que s’hi produeixen.

Quan la ciència ha anat desenvolupant “telescopis” (detectors, per entendre’ns) capaços de “veure” altra radiació electromagnètica diferent de la llum, hem estat capaços de tenir una imatge molt diferent de l’univers, descobrint objectes i fenòmens que eren invisibles als telescopis òptics, però perfectament “visibles” quan els hem enfocat amb instruments preparats per a rebre altres radiacions.

Un exemple senzill seria imaginar un incendi llunyà. Durant el dia, veiem les flames com cremen (això seria equivalent, en el nostre exemple, a veure la “llum” visible). Quan arriba la foscor de la nit, som capaços de veure, no tan sols les flames, sinó que també veiem una lluentor vermella intensa en parts del bosc llunyà en les què ja no hi ha flama. És la lluentor de les cendres, encara calentes. Veient això, ens fem una idea de la dimensió exacte del incendi, molt més gran i extens del que les flames ens indicaven.

Tornant a l’astronomia, quan enfoquem una determinada galàxia amb un telescopi òptic, estem simplement captant una part de la realitat d’aquesta galàxia. Quan la podem “mirar” amb instruments que capten altres tipus de radiació, és quan podem començar a tenir una visió més complerta de l’objecte.

És més, hi ha objectes que són simplement invisibles a la llum. Per què pot ser que no la produeixin en absolut, o ho facin de forma molt feble, o per què la llum no ens arribi. Un exemple molt interessant és l’estudi del centre de la nostra pròpia galàxia.

El cor de la Via Làctia deu ser un lloc bastant caòtic i perillós. Un enorme forat negre, al voltant del qual hi orbiten milers d’estrelles que giren com a boges. Les interaccions entre elles han de ser freqüents, i algunes d’elles catastròfiques. El centre de la galàxia, però, és tan dens, amb grans quantitats de nebuloses i concentració de pols galàctic i gasos, que la llum dels objectes que hi ha “dins” és incapaç de travessar aquesta zona i arribar a la Terra.

Quan enfoquem els nostres telescopis òptics al centre de la galàxia, tot el què veiem són aquests “núvols” de pols, densíssims, que ens amaguen la realitat.

Però, afortunadament, la radiació electromagnètica menys energètica, com la infraroja, o fins i tot les radioones, és capaç de travessar el pols galàctic (ja que no hi interacciona). Ha estat quan hem enfocat telescopis d’infraroig al centre de la galàxia que se’ns ha fet “la llum”!!! Objectes abans invisibles han aparegut clarament a les pantalles (la fotografia que us ensenyo correspon a una imatge del centre de la nostra galàxia presa amb radioones)

En els anys 60, un parell de científics estudiant la transmissió d’ones de ràdio, va notar una interferència que es rebia sempre, amb independència de la direcció a la què apuntaven les radio antenes. Acabaven de descobrir, ni més ni menys, que la radiació electromagnètica que el propi Big Bang, en el moment d’inici del nostre univers, va crear, i que encara omple tots els recons del cosmo. L’estudi d’aquesta radiació ens dóna, 13.6 mil milions d’anys després, pistes sobre els primers instants de tot el què coneixem.

De forma similar a com un compositor ens transmet els seus sentiments a través d’harmonies tocades amb instruments de corda, de vent, de percussió, tots ells tocant a l’hora, l’univers ens envia els seus senyals tocant multituds de notes. Fotons que ens arriben de totes direccions, portant els missatges que ens han de permetre entendre, cada dia una mica més, el fascinant cosmos en el què vivim.