GREAT 2010: Resuelve los problemas de la ciencia

Parece que los cosmólogos han encontrado una nueva forma de resolver sus problemas: utilizarán tus neuronas. La NASA y varias universidades europeas han puesto en marcha GREAT 2010, una especie de concurso destinado a que el público en general colabore en la búsqueda de algoritmos capaces de desvelar el misterio de la materia y energía oscura, los enigmas más duros de resolver que nos presenta el Universo.

A medida que la tecnología nos proporciona nuevas herramientas para estudiar el Universo, se nos presentan nuevos desafíos. Durante siglos miramos el cielo nocturno sin sospechar siquiera de que podía existir algo tan extraño como un agujero negro o un pulsar. Durante el siglo pasado analizamos el corazón de las estrellas, observamos los planetas del Sistema Solar, y hasta pisamos la Luna. Pero a medida que fuimos perfecc¡onando sensores y equipos de medición, fuimos descubriendo que ahí fuera había mucho más de lo que sospechábamos. Comprender el Universo parece ser una tarea más difícil cada día.

Los cosmólogos han encontrado una nueva forma de resolver sus problemas: hacer participar a aficionados y científicos -aunque no pertenezcan a campos específicamente relacionados con el espacio o la física- en un gran concurso denominado GREAT 2010 (acrónimo de GRavitational lEnsing Accuracy Testing). La idea es simple pero poderosa a la vez. Si logran estimular el interés personal de un gran número de personas por uno de los más difíciles problemas de la cosmología como es la medición de la materia y energía oscura que impregnan nuestro universo, quizás puedan encontrar la forma de comprender sus misterios. Existe una buena probabilidad de que la participación de “personal extra sin goce de sueldo” produzcan resultados que ayuden a desarrollar nuevas misiones espaciales, capaces de responder a las preguntas fundamentales sobre la historia y el destino de nuestro universo.

“Tenemos la esperanza de conseguir más científicos informáticos interesados en nuestro trabajo“, dice Jason Rhodes, cosmólogo del Jet Propulsion Laboratory de la NASA, uno de los organizadores del desafío. “Algunos problemas matemáticos que enfrentamos en nuestro trabajo son los mismos que deben resolver aquellos que trabajan, por ejemplo, en el desarrollo de software de reconocimiento facial“, explica. Si lograsen que estos desarrolladores se interesen por los problemas de la NASA, y además colaboren de forma desinteresada y gratuita, podrían avanzar mucho más rápido en la resolución de problemas complejos. GREAT 2010, que comenzó el 3 de diciembre, es impulsado por el JPL, la Universidad de Edimburgo, el Colegio Universitario de Londres y varias universidades europeas más. Parte de la financiación proviene del  grupo europeo Pattern Analysis, Statistical Modelling and Computation Learning, y el investigador principal es Thomas Kitching, de la Universidad de Edimburgo.

El reto de este año consiste en resolver una serie de “puzzles” que no son otra cosa que imágenes distorsionadas de las galaxias. Cuando una galaxia se encuentra detrás de una concentración importante de materia, su campo gravitatorio provoca la curvatura de la luz que nos llega desde ella. Como resultado de esto, obtenemos una imagen magnificada y desvirtuada de la galaxia original. En los casos más extremos la luz se curva tanto que la imagen original de la galaxia se deforma en imágenes múltiples, e incluso en un anillo perfecto llamado anillo de Einstein (fue este quien predijo el efecto). Pero la mayoría de veces los resultados son lo suficientemente sutiles como para que la deformación sea percibida a simple vista, y se los denomina “lente gravitacional débil”.

A menudo esta deformación es incluso menor a la que introducen las imperfectas lentes de nuestros telescopios, por lo que hay que recurrir a técnicas complejas -modelos matemáticos y algoritmos de análisis de imágenes- para eliminar estas influencias y descubrir cómo la forma de la galaxia observa es deformada por la materia oscura. Los científicos creen que solo el 4 por ciento de nuestro Universo está formado por átomos observables en forma de estrellas. El 24% es materia oscura, la sustancia que no podemos ver directamente pero que influye sobre la materia observable. Y el 72% restante del Universo es energía oscura, algo así como la antítesis de la gravedad: en lugar de atraer a los cuerpos, los empuja unos de otros. Al estudiar la forma en que se distorsiona la forma de las galaxias, podemos crear mapas de la distribución de la materia oscura, y comprender la influencia que tiene la energía oscura sobre el entramado del Universo.

En la NASA creen que aprovechar el efecto de lente gravitacional débil constituye un camino prometedor para abordar estas cuestiones, y ha otorgado una “alta prioridad” a las propuestas de misiones basadas en este método. El desafío GREAT 2010 está orientado directamente a mejorar los recursos disponibles para utilizar la lente gravitacional débil. Los participantes comenzarán analizando imágenes borrosas de galaxias que han sido  levemente distorsionadas por materia oscura situada al frente de ellas, de una forma tan sutil que el ojo no puede notarlo. “Se trata de un desafío basado en el análisis de imágenes.

No es necesario ser un astrónomo o cosmólogo para medir el efecto de lente gravitacional débil”, explica Kitching. Quienes deseen participar disponen de 9 meses para resolver los miles de puzzles propuestos. Los ganadores oirán mencionar sus nombres en la ceremonia de clausura que se desarrollará en el JPL y, con un poco de suerte, lograrán el reconocimiento de sus pares o pondrán su nombre a un instrumento o misión de la NASA. En todo caso, sentirán la secreta satisfacción de haber contribuido a comprender  mejor nuestro Universo, lo que no es poco. ¿No te parece?