27/10/2010 - DJ:

Una astronomía acelerada

T.E.L: 7 min. 48 seg.


No sólo la expansión del universo parece estar acelerada. En los últimos cuatro siglos los descubrimientos en astronomía también parecen ser cada vez más veloces. ¿Se seguirán produciendo hallazgos a una tasa incremental? ¿Hay un límite en el progreso de la astronomía?
Avances en astronomía y Ley de Moore


En la XXVII Asamblea General de la IAU (la Unión Astronómica Internacional) realizada el año pasado en Río (3-14 de agosto 2009) hubo una sesión especial (11 al 14) sobre el tema de la "Aceleración de la tasa de descubrimiento astronómico".
Desde la página web de la Sesión Especial 5 es posible acceder a los Proceedings (o actas) de la reunión. En esos documentos, alojados en Proceedings of Science, Ray Norris (astrónomo de CSIRO, Australia) podemos conocer la opinión de algunos expertos sobre la astronomía actual y la del futuro.
No se trata de hacer predicciones, sino de evaluar el presente (en relación al pasado) y quizás proyectar el futuro.

Ray P. Norris (astrónomo de CSIRO, Australia) reseña las exposiciones en un documento introductorio con el mismo nombre de la sesión. Señala allí que la reunión nació de una conferencia en Lituania entre él y Clive Ruggles, de la que surgió el tema. En lo que fue el Año Internacional de la Astronomía 2009, parecía ser una buena ocasión para repensar la tasa de descubrimientos astronómicos que parece acelerada en los últimos cuatro siglos. ¿Hay límites al progreso? ¿Qué lecciones debemos aprender del pasado?

Aquí haré un resumen de las visiones de algunos de los expositores.

Innovación y equipo
En la primera sesión, "Volver al futuro" el historiador de la ciencia David DeVorkin introdujo una perspectiva histórica al examinar qué funcionó y qué no y cómo fue "evolucionando" el conocimiento sobre algunos temas en astronomía.
Su visión es que una ciencia robusta debe emplear tecnologías probadas para el trabajo rutinario, pero también hace falta innovación y eso significa tomar riesgos.
Y hace hincapié en el emprendimiento multi-disciplinario, fundamentalmente con la física.

Los datos y los archivos (el legado)
Elizabeth Griffin, del Instituto Herzberg de Astrofísica, plantea un tema muy interesante. Como es sabido hay una cuestión de género en astronomía como en otras disciplinas. En esta ciencia eso llevó en el pasado a que a las mujeres se les otorguen "tareas menores", como la clasificación y archivo de las placas fotográficas que se obtenían de los telescopios.
Y dice que este estigma, básicamente sobre la mujer, pasó a los archivos. Los archivos son "cosa menor", a punto tal que cuenta que un investigador hablaba de un nuevo equipo y ella preguntó si había una soporte de datos adecuados. A lo que el investigador respondió, como acto reflejo que si tenía que elegir entre un nuevo instrumento y un archivo de datos, por supuesto había que elegir el primero".

Hoy los datos que se obtienen de los telescopios es digital y su manejo está mucho mejor considerado. Sin embargo, ella trae a colación el tema del legado de las observaciones fotográficas. Según ella hay unas 3 millones de placas archivadas alrededor del mundo que, de a poco, se están digitalizando.
Algo contamos de eso hace un tiempo: Buscando en los archivos del universo

El diluvio de datos
Otras exposiciones van en el sentido del nuevo paradigma de la astronomía moderna. Ingentes cantidades de datos y metadatos almacenados en enormes bases de datos y herramientas de Observatorios Virtuales permiten cruzar los datos para obtener información que pueda ser, en definitiva, un descubrimiento o, al menos, ser usados como hipótesis de trabajo.

Software, metadatos: se buscan estándares
Tres científicos del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica hablan del sistema ADS (Astrophysics Data System) de NASA como ejemplo de lo que debería seguir ocurriendo. El sistema permite hacer búsquedas de datos y metadatos, por ejemplo es posible buscar papers sobre emisión de rayos-X en los cúmulos Abell y filtrar de acuerdo a algún criterio, por ejemplo, papers que tengan enlaces a datos. Pero los investigadores creen que esta integración carece de información semántica y contextual.
ADS/WWT


En definitiva dicen que en la intensa era de datos científicos es cada vez más importante para los investigadores ser capaces de moverse con facilidad entre resultados científicos, los datos usados para publicarlos y los procesos usados para generarlos.
Algunas ideas al respecto ya se han expresado, de diversas formas, que aquí comentamos oportunamente:
Los artículos científicos 2.0
Ciencia 2.0

Acceso
Otros investigadores señalan la necesidad de que los datos sean más rápida y eficientemente manejados para su acceso y para compartir. ¿Cómo convertir eficientemente datos "brutos" (raw) en información astronómica relevante. Proponen una arquitectura conceptual para un futuro entorno de software en astronomía.
Preben Grosbøl (ESO) y Douglas Tody (NRAO) señalan los conceptos sobre arquitectura de un entorno surgido de la red OPTICON (Optical Infrared Coordination Network for Astronomy) que incluye un grupo de trabajo sobre Entornos de Software astronómico futuro (Future Astronomical Software Environments, FASE). (1)

Arquitectura
Una aplicación prototipo en la que se buscaron nuevos artículos sobre "exoplanetas". De la lista de los más relevantes objetos, la tercera entrada se seleccionó (TrES-1b) y el objeto es mostrado vía link al cliente web de WWT.


Los límites tecnológicos
R. D. Ekers (de CSIRO) habla del crecimiento exponencial en ciencia. Parece bien establecido que los avances científicos siguen una innovación técnica en otras áreas. El crecimiento exponencial se ve en los aceleradores de partículas o la famosa Ley de Moore para los transistores, pero también para los telescopios y radiotelescopios.

¿Se puede mantener un crecimiento exponencial?
Aquí hace el investigador una distinción entre "Pequeña ciencia" y "Gran ciencia" en los términos de D. J. de Solla Price (2): de la ciencia institucional, a las organizaciones nacionales, a las internacionales.
La importancia de la "Gran Ciencia" la intenta demostrar con este gráfico (entre otros argumentos):

Premios NobelPremios Nobel en astronomía vs. fecha de descubrimiento con una indicación de la escala relativa del experimento.


Esto muestra que, a medida que pasa el tiempo, hay un crecimiento de los instrumentos, aunque la "pequeña ciencia" no deba descartarse para nada. Por otra parte, muchos descubrimientos se dan por "Serendipia".

La siguiente figura muestra descubrimientos clave en radioastronomía de 1930 a 1990 contra el tiempo, comparando los descubrimientos hechos con instrumentos de propósito especial contra aquellos hechos con instalaciones de uso más general. Parece que el número de descubrimientos hechos con instrumentos de propósito especial ha declinado con el tiempo.

descubrimientos clave en radioastronomía


También se muestra un gráfico con los descubrimientos "serendípicos" que parecen prevalecer frente a los predichos. (3)
Otro ejemplo sobre "serendipia" lo da Jocely Bell Burnell en sus "Reflexiones sobre el descubrimiento de púlsares".

Astronomía y sociedad
Los descubrimientos no se hacen con telescopios e instalaciones, únicamente. El capital humano es indispensable. Pero, ¿la carrera profesional de un astrónomo actual, incentiva la búsqueda, la innovación, el trabajo en equipo?
George Miley (de la Universidad de Leiden) habla sobre la influencia de la sociedad sobre los descubrimientos astronómicos y se pregunta lo anterior.

La carrera profesional
Lo hace en referencia a la necesidad de publicar o perecer que poseen los investigadores, pero va más allá. Habla de que muchos de los grandes avances científicos fueron realizados por "inconformistas".
Si antes hablamos de innovación y toma de riesgos como características que podrían incentivar la generación de investigaciones y hallazgos, la actual visión cuantitativa del trabajo científico puede estar generando profesionales menos arriesgados, más conformistas.

Parece que para que un investigador al que, por dar un ejemplo, no le conforme la visión actual de la cosmología, o pretenda indagar en cualquier otro tópico sobre el cual exista una "visión consensuada" con una mirada diferente, puede resultarle difícil conseguir estímulo (académico, institucional, económico). Su prestigio, que parece actualmente basarse en lo cuantitativo de los papers, puede venirse abajo, no sólo por investigar temas "raros", sino porque quizás no pueda producir artículos con tanta asiduidad que otro colega.

Otro aspecto relacionado con la sociedad y la comunidad astronómica profesional es el de obtener fondos, para lo cual los investigadores tienen que convencer a las autoridades políticas de que su trabajo es valioso. Esto, al mismo tiempo, llega al resto de la sociedad, porque en muchos casos, ese dinero proviene del erario público, al que todos contribuimos.
Para cosas "pequeñas", en relación al gasto económico, puede que este no sea un tema. Pero si la comunidad de astrónomos de un país piensa que para progresar en su área es necesario construir un gran telescopio, se empezará a hablar de una gran cantidad de dinero.

Las autoridades políticas y los ciudadanos de a pie se preguntan entonces:
¿Por qué es necesario hacer investigación en astronomía?
La pregunta puede tener muchas subpreguntas anidadas: ¿Por qué no usar esos fondos para "cosas útiles"? ¿Por qué no tratar de solucionar "verdaderos" problemas de la sociedad?
No es una pregunta poco importante y su respuesta puede necesitar una reflexión más profunda que la que yo pueda dar en estas líneas.
¿Qué "utilidad" tiene el arte? ¿A alguien le importa si la música de Mozart no "soluciona un verdadero problema"?

La astronomía es útil, ha sido una ciencia conductora de avances tecnológicos. Es historia y patrimonio. Es una excelente herramienta de incentivo al aprendizaje de las ciencias y una manera de incentivar el pensamiento crítico.
Astronomía Centro


Conclusión
¿Por qué se producen descubrimientos? Hay muchas ideas y ninguna respuesta definitiva. Las posibilidades tecnológicas, el trabajo en equipo, el apoyo financiero, seguramente son variables a considerar. Sin embargo, la creatividad, la osadía no son presupuestables.
La educación y, en alguna medida, la divulgación científica, también tienen su peso en la formación de recursos humanos y en la opinión pública.
En los días que corren, no sólo porque puede ser útil, sino porque hay medios a disposición, se piensa en una utilización más eficiente de los datos en astronomía, en la manipulación de datos obtenidos por los instrumentos para obtener información valiosa de manera ágil. Los estándares parecen no alcanzar, aunque los desarrollos vinculados a los observatorios virtuales dan ya una pauta.
Y los datos deben llegar de instrumentos que cada día son más sensibles, más grandes, y realizados en colaboración con otros países y el aporte de otras disciplinas.
El análisis también requiere trabajo agrupado e interdisciplinario y la utilización de recursos tecnológicos como las simulaciones computacionales en grandes clusters. Y la publicación de las investigaciones reclama su lugar en la utilización de nuevos medios.

Si se tiene en cuenta a todos estos factores (y seguramente otros aquí no mencionados), dentro de un contexto histórico, local y global, la astronomía podrá seguir avanzando aceleradamente. Pero, aunque se intente crear una "receta perfecta" con estos ingredientes, el condimento de creatividad y serendipia es indescifrable.

La naturaleza no dejará nunca de sorprendernos. Soy de los que piensan que el universo es un conjunto infinito de cajitas chinas, que siempre tendrá algo más para asombrarnos. Sabemos un décimo del uno por ciento de nada.
Sin embargo, nada nuevo habrá bajo el Sol, si no hay un ánimo de salir a sondear lo desconocido, de levantar piedras para saber qué hay debajo, o de levantar la vista para ver qué hay allí afuera.

La nueva astronomía en Argentina
En nuestro país hay algunas iniciativas relacionadas con la adecuación de los datos y su manipulación a las nuevas tecnologías. Desde grandes proyectos como el del Observatorio Virtual Nacional hasta aplicaciones web para divulgación (de lo que hablaré pronto). También existen proyectos de instalación de instrumentos con otros países y el país cuenta desde hace años con una colaboración internacional en el proyecto Gemini. Y el Observatorio de rayos cósmicos Pierre Auger, en la provincia de Mendoza, es uno de los experimentos más importantes en estas latitudes para el mundo.
En este contexto, también habría que mencionar el cluster Cristina.


Fuentes y links relacionados



Sobre las imágenes

  • Imagen 1: Ley de Moore/Radiotelescopios; Imagen 4: Premios Nobel y 5:descubrimientos clave. Crédito: R.D.Ekers, Big and Small, en Accelerating the Rate of Astronomical Discovery - sps5
  • Imagen 2: ADS/WWT. Crédito: A. Accomazzi, S.S Murray y M.J. Kurtz, Towards a Resource-Centric Data Network for Astronomy, ibidem.
  • Imagen 3: Arquitectura. Crédito: P. Grosbol y D. Tody, Making access to astronomical software more efficient, ibidem.
  • Imagen 6: Astronomía Central: basada en la ilustración del Plan estratégico 2010-2010 de IAU.


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