Mapa de la materia oscura sin red de seguridad exprés
La cámara toma una foto, pero el sensor introduce ruido, la óptica desenfoca y parte de los píxeles quedan sobreexpuestos. Recuperar la imagen original es como adivinar una melodía a partir de un disco rayado: hay muchas posibilidades y no está claro cuál es la verdadera. En ciencia, estos problemas se denominan inversos y están por todas partes, desde los tomógrafos médicos hasta los radiotelescopios. Resulta especialmente difícil cuando no hay nada con qué comparar la imagen «correcta»: en astronomía, por ejemplo, no podemos acercarnos a una galaxia lejana para comprobar si hemos dibujado bien los cúmulos de materia invisible.
El nuevo método sortea este inconveniente con un truco ingenioso. Primero, «agita» los datos utilizando sus simetrías internas, como si volteáramos y girásemos una fotografía para discernir qué detalles son aleatorios y cuáles se repiten. Así se genera una estimación aproximada: dónde estamos seguros en el mapa y dónde estamos haciendo cábalas. Luego entra en juego un procedimiento matemático que calibra estas estimaciones, no con un patrón de referencia (que no existe), sino con los propios datos.
El método se probó en la construcción de mapas de materia oscura mediante el débil lente gravitacional. Los cúmulos masivos de materia curvan el espacio-tiempo y distorsionan ligeramente las formas de las galaxias lejanas, como las ondas en el agua alteran el aspecto de las piedras en el fondo. A partir de estas distorsiones se reconstruye la masa invisible, pero sin una forma fiable de estimar el error, es fácil confundir los deseos con la realidad. El nuevo enfoque proporciona un mapa honesto de incertidumbres y no se apoya en modelos cosmológicos que podrían ser incorrectos.
En definitiva, los astrónomos obtienen una herramienta que no miente incluso cuando nadie sabe la verdad.
El débil lente gravitacional distorsiona la forma de las galaxias solo en un par por ciento, aproximadamente como si una moneda redonda se aplastara ligeramente con los dedos.
En la novela «Oscuridad» de Pável Amnuel, los astrónomos intentan trazar un mapa de la materia oscura, pero se enfrentan al hecho de que cualquier reconstrucción depende fatalmente de los supuestos iniciales; precisamente este problema resuelve el nuevo método autocalibrable.