distancia cósmica

Un rayo de luz que pasa cerca de un cuerpo masivo cambia ligeramente de dirección, como el agua que rodea una piedra en un arroyo. En el sistema solar hay muchas de estas "piedras": planetas, sus lunas, asteroides. Y cada uno de ellos, con su gravedad, curva la trayectoria de la luz que llega de estrellas lejanas.

Los rayos cósmicos no son rayos en el sentido habitual, sino partículas rápidas que bombardean la Tierra desde todas direcciones. En su mayoría son protones y núcleos atómicos. Su energía varía: desde modesta hasta fantásticamente enorme.

Una cámara observa dos chispas lejanas. Están tan cerca una de la otra que se funden en una mancha borrosa. Parece imposible distinguirlas por separado: se ha superado el límite clásico de la microscopía óptica. Pero la mecánica cuántica sugiere que el campo de luz aún guarda el secreto de dónde se encuentra cada chispa.

En 1998, los físicos sorprendieron a los neutrinos en plena acción: la partícula cambia de tipo sobre la marcha. Esto solo es posible si tiene masa. Se convirtió en la única prueba de laboratorio de física más allá del modelo estándar. Pero cuánto pesa exactamente un neutrino sigue siendo un misterio.

La relatividad general, que describe la estructura del universo, no prohíbe los bucles en el tiempo. Pero Stephen Hawking propuso la hipótesis de la 'protección de la cronología': los efectos cuánticos deberían destruir esos bucles, haciendo imposibles los viajes al pasado.

Durante décadas, la radioastronomía ha escuchado el cosmos con la esperanza de captar transmisiones de radio de banda estrecha, la «voz» tecnológica de lejanos exoplanetas.

Las galaxias sin materia oscura son como cuentas a las que les arrancaron el hilo invisible. Alrededor de la elíptica NGC 1052 se extiende una cadena de ocho enanas espectralmente tenues: apenas contienen la masa misteriosa que hace girar los brazos espirales.

El espacio interestelar no es un desierto cósmico, sino una autopista de alta velocidad. Billones de asteroides y cometas de otros sistemas pasan a toda velocidad junto a nosotros, pero los telescopios-cámara solo captan unos pocos.

Al agujero negro más cercano —una región del espacio-tiempo cuya gravedad no deja escapar ni siquiera la luz— se planea enviar una sonda de investigación.

El agujero negro es invisible, pero lo delata la luz de la materia caliente que gira a su alrededor. Esta luz es como un agente doble: en un lado de la órbita se vuelve azul al acercarse a nosotros, y en el otro se enrojece al alejarse. Pero la propia gravedad (curvando el espacio-tiempo) también recolorea los rayos, quitándoles energía.

En una enorme sala oscura, alguien invisible toca las cuerdas. El gas cósmico —el hidrógeno enrarecido que llenaba el universo joven— se asemeja a cuerdas tensas que pueden resonar en una onda de radio de 21 centímetros. Es el hidrógeno susurrando sobre su temperatura.

Durante 800.000 años, las glaciaciones han ocurrido cada 100.000 años. El ritmo coincide con la excentricidad de la órbita terrestre. Pero la órbita apenas cambia el flujo de calor solar —como si un director de orquesta apenas moviera la batuta y la orquesta retumbara—. Seguía siendo un misterio cómo esa señal débil controla los mantos de hielo.

Un cuásar lejano se nos presenta como cuatro puntitos de luz dispuestos en cruz. Así lo deforma la gravedad de una galaxia que se interpone en nuestra línea de visión: actúa como un vidrio imperfecto y multiplica la imagen. Cada puntito es el mismo objeto, pero su luz nos llega por caminos diferentes.

Cada 1151 años, siete planetas del sistema solar —de Mercurio a Neptuno— se encuentran casi en los mismos puntos de sus órbitas. La dispersión de sus posiciones es menor de un grado, como si el mecanismo celeste se ajustara siempre de la misma manera.

Cuando una estrella masiva explota, sus restos se dispersan como fragmentos de fuegos artificiales. Pero, ¿cómo saber a qué distancia de nosotros ocurrió tal explosión? Los astrónomos han encontrado un método: observan las nubes de gas con las que chocan estos restos. La idea es simple.

Una piedra arrojada a un estanque crea ondas curvas, pero desde lejos parecen líneas rectas. Los destellos de rayos gamma de un agujero negro en evaporación se comportan igual: una explosión distante envía ondas planas, mientras que una cercana llega curva.

Si viertes un puñado de cuentas de colores en el suelo, caerán de manera diferente: unas se amontonarán, otras rodarán por las esquinas. De manera similar, las galaxias de diferentes colores —azules, verdes y rojas— están esparcidas por el universo. Los científicos decidieron medir cuán 'apelotonadas' están usando un número llamado dimensión fractal.

El polvo en el espacio no es simplemente suciedad, sino materia prima para futuras estrellas y planetas. Pero cómo se distribuye en nuestra galaxia ha sido durante mucho tiempo un misterio: el polvo es difícil de medir directamente, ya que bloquea la luz de los astros lejanos.

La luz del cuásar PS J2305+3714 viaja hacia nosotros durante más de once mil millones de años. En el camino, pasa cerca de una galaxia masiva que, con su gravedad, curva su trayectoria, como una bola pesada hunde una sábana tensa.

La misión Comet Interceptor despega sin un objetivo fijo. La sonda se queda inmóvil en un punto de equilibrio cósmico, como un caza en alerta de combate: el motor está caliente, pero el despegue se produce solo cuando suena la alarma.

Un agujero negro no solo engulle materia: como un remolino cósmico gigante, curva el propio tejido de la realidad y hace que los rayos de luz la rodeen, enfocándolos. El efecto es aún más fuerte en los agujeros negros que giran casi a la velocidad de la luz: su rotación retuerce el espacio en una espiral apretada.

Astrónomos encontraron en el Universo un objeto invisible que pesa apenas un millón de soles — para el cosmos es una nimiedad, cien veces más ligero que todo lo que se había podido 'pesar' a tales distancias. El objeto no brilla, pero se delató al curvar la luz de una galaxia aún más lejana.