El pódcast «Universo curioso de la NASA» abre una ventana al cosmos en español, mezclando historias humanas, ciencia punta y mucha imaginación. A través de conversaciones con científicos y científicas de primera línea, nos asomamos a los grandes enigmas del universo: qué es la energía oscura, cómo se expande el cosmos o qué papel juegan los nuevos telescopios espaciales en esta investigación.
En uno de sus episodios más potentes, el programa se zambulle en el llamado «universo invisible», esa parte del cosmos que no podemos ver directamente pero que domina todo lo que ocurre a gran escala. De la mano de la presentadora Noelia González y de expertos como Lucas Paganini y Guadalupe Cañas Herrera, conocemos misiones como el telescopio espacial Nancy Grace Roman, Euclid, James Webb o el observatorio Vera C. Rubin, y descubrimos cómo, entre todos, están intentando reconstruir la historia completa del universo.
Un universo que apenas entendemos: solo vemos el 5 %
Uno de los mensajes que más sacuden al oyente es que todo lo que vemos —personas, planetas y estrellas— supone apenas un 5 % del universo. El astrofísico Lucas Paganini explica que la materia normal, la que forma átomos, moléculas, cuerpos y galaxias, es solo una pequeña fracción del contenido total del cosmos.
El resto se reparte entre dos componentes enigmáticos: aproximadamente un 25 % correspondería a materia oscura, una sustancia que no emite ni refleja luz, pero cuya gravedad actúa como un «pegamento cósmico» que mantiene unidas las galaxias y estructuras a gran escala. Sin esa materia invisible, las galaxias no podrían conservar su forma ni permanecer cohesionadas como las observamos hoy.
El ingrediente mayoritario, alrededor de un 70 % del contenido del universo, recibe el nombre de energía oscura. No es «oscura» porque absorba luz, sino porque representa un enorme vacío en nuestro conocimiento: sabemos que está ahí por sus efectos, pero no conocemos su naturaleza física. Este componente sería el responsable de que la expansión del universo se esté acelerando con el paso del tiempo.
La cosmóloga Guadalupe Cañas Herrera recurre a una metáfora muy clara para entender la magnitud del problema: imagina que quieres hornear galletas y que el ingrediente principal de la receta —la harina— es precisamente el que no sabes qué es. Sabes cuánto necesitas para que las cuentas cuadren, pero desconoces por completo su origen y cómo se comporta.
Desde el punto de vista científico, resulta desolador tener un modelo cosmológico que encaja con una precisión increíble y, aun así, depender en un 70 % de algo que no comprendemos. Es como poder predecir con detalle el resultado de una receta… pero sin saber si en realidad estás haciendo galletas, un pan o algo completamente distinto.
Cómo supimos que el universo se expande cada vez más rápido
En el pódcast se repasa la historia de cómo hemos llegado a la idea de un universo en expansión acelerada. Durante buena parte del siglo XX, la comunidad científica sabía que el cosmos se estaba expandiendo desde el Big Bang, hace unos 13.800 millones de años, pero quedaban dudas: ¿seguiría creciendo para siempre?, ¿se frenaría por la gravedad de toda la materia?, ¿o incluso podría detenerse y colapsar de nuevo?
La pieza clave de este rompecabezas la puso el astrónomo Edwin Hubble en la década de 1920. Basándose en el trabajo previo de Henrietta Swan Leavitt y en observaciones de estrellas variables Cefeidas en la galaxia de Andrómeda, logró medir distancias a otras galaxias. Al combinar esta información con datos espectroscópicos recopilados por Vesto Slipher, Hubble descubrió que cuanto más lejos se encontraba una galaxia, más rápidamente se alejaba de nosotros.
De ese análisis nació la famosa ley de Hubble, que se interpreta como la expansión del propio espacio. Observaciones con el telescopio Hubble y otros instrumentos ayudaron a consolidar esta visión. Para visualizarlo, el programa recurre a una imagen muy gráfica: un pan de pasas en el horno. Las pasas no se mueven activamente por la masa, pero a medida que esta se hincha, todas se alejan unas de otras.
Décadas más tarde, a finales de los años noventa, un grupo de investigadores liderados por Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Riess utilizó supernovas de tipo Ia —explosiones estelares muy brillantes y relativamente uniformes— como «candelas estándar» para medir la expansión cósmica. Su objetivo era confirmar que el crecimiento del universo se estaba ralentizando con el tiempo, tal y como parecía razonable si la gravedad actuaba como freno.
La sorpresa fue mayúscula: los datos indicaron justo lo contrario. El universo no solo sigue expandiéndose, sino que lo hace cada vez más deprisa. Este hallazgo, que revolucionó la cosmología moderna, les valió el Premio Nobel de Física en 2011. Desde entonces, la explicación más aceptada es que una forma de energía desconocida «empuja» el espacio y acelera la expansión: la energía oscura.
El problema es que las teorías de la física que manejamos hoy no bastan para explicar este fenómeno. Ni la gravedad de Newton ni la relatividad general de Einstein, tal y como las entendemos, encajan del todo en las escalas cosmológicas más grandes. Esto obliga a la comunidad científica a replantearse si nuestras herramientas teóricas son suficientes o si necesitamos nuevas leyes físicas.
Dos grandes caminos para explicar la energía oscura
Dentro del modelo de cosmología actual, Guadalupe Cañas Herrera expone dos familias principales de teorías para interpretar la energía oscura. La primera asume que realmente existe una nueva forma de energía o sustancia que permea el universo y provoca esa expansión acelerada.
Según este enfoque, en el inventario conocido del cosmos —principalmente materia normal y materia oscura— no hay ningún tipo de materia con un efecto tan marcado y opuesto a la gravedad. La gravedad tiende a agrupar, a formar galaxias y cúmulos, mientras que este nuevo componente haría todo lo contrario: separarlas cada vez más, alejarlas y acelerar su distanciamiento.
Los físicos teóricos, en este caso, postulan que debe de existir algún tipo de campo o energía con propiedades exóticas que actúa como motor de la expansión. No sabemos de qué está hecha, ni cómo interactúa más allá de su efecto gravitacional, pero su presencia cuadra con las observaciones de supernovas, con el fondo cósmico de microondas y con la distribución de estructuras a gran escala.
La segunda vía no introduce un nuevo ingrediente, sino que cuestiona nuestras propias ecuaciones de la gravedad. El modelo cosmológico estándar se basa en la relatividad general de Einstein, una teoría que ha pasado con nota todos los experimentos en el sistema solar y en escalas relativamente pequeñas. Pero, cuando extrapolamos estas ecuaciones a distancias cosmológicas inmensas, quizá estemos forzando demasiado su validez.
En ese marco nace el campo de la «gravedad modificada», que explora posibles cambios en las leyes de Einstein a gran escala. En lugar de introducir una energía misteriosa que acelere la expansión, se plantea que tal vez no entendemos del todo cómo se comporta la gravedad en el universo profundo. En función de cómo se enfoque el problema, la prioridad puede ser descubrir un nuevo tipo de energía o, en cambio, reformular nuestras ecuaciones fundamentales.
Roman: el telescopio que quiere revelar el universo invisible
Para avanzar en estas cuestiones hace falta algo más que buenas ideas: se necesitan observatorios capaces de escrutar el cosmos con una precisión sin precedentes. Ahí entra en escena el telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA, protagonista central del episodio del pódcast.
Lucas Paganini, científico y ejecutivo de programa de esta misión, explica que el Roman está diseñado específicamente para investigar la energía oscura y mapear la materia oscura en tres dimensiones. Además, también estudiará exoplanetas y otros fenómenos astrofísicos, pero su razón de ser es desentrañar el universo invisible.
Con un espejo principal de casi dos metros y medio de diámetro, Roman tendrá una resolución similar a la del histórico telescopio espacial Hubble, pero con un campo de visión aproximadamente cien veces mayor. Esto significa que podrá abarcar regiones del cielo mucho más amplias en cada observación, acumulando un volumen de datos colosal.
En el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, en Maryland, el telescopio se ensambla y prueba en una sala limpia gigantesca similar a un quirófano descomunal. Cualquier partícula de polvo o célula de piel puede suponer un riesgo para la misión, porque una vez lanzado al espacio, Roman no será reparable. Por eso, todo el personal trabaja con el clásico «bunny suit» o traje blanco estéril que lo cubre por completo.
Cuando despegue, el observatorio viajará hasta el punto de Lagrange 2 (L2), situado a unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, aproximadamente cuatro veces la distancia entre nuestro planeta y la Luna. Desde esa órbita estable y fría, ideal para observaciones en el infrarrojo, Roman podrá mirar con calma hacia el universo profundo.
El corazón científico de la misión es su instrumento de campo amplio, un cilindro de gran tamaño fijado a un panel que concentra su sofisticada electrónica. Está optimizado para observar en el infrarrojo, justo la región del espectro donde muchas galaxias lejanas se vuelven visibles tras el corrimiento hacia el rojo de su luz.
Cómo se estudia la energía oscura sin verla directamente
Una de las grandes dificultades de la cosmología actual es que no podemos «fotografiar» directamente la energía oscura. No brilla, no refleja y no se detecta de manera directa. Por eso, Roman actuará de forma indirecta: observará el universo visible —en particular, miles de millones de galaxias— para inferir a partir de su distribución, forma y movimiento qué está ocurriendo con el espacio-tiempo.
El instrumento de campo amplio de Roman tomará imágenes con una resolución comparable a la de Hubble pero cubriendo áreas del cielo mucho mayores. De este modo, los científicos podrán cartografiar cómo se distribuye la materia (incluida la materia oscura, a partir de efectos de lente gravitacional) a lo largo de la historia cósmica.
Durante su gran cartografiado, Roman estudiará galaxias que abarcan desde el universo actual hasta épocas en las que el cosmos tenía solo unos 500 millones de años, aproximadamente un 4 % de su edad. Al analizar cómo han cambiado las distancias entre las galaxias y cómo se han formado las estructuras cósmicas, los cosmólogos pueden poner a prueba diferentes modelos de energía oscura y gravedad.
La clave está en el corrimiento al rojo o redshift de la luz. A medida que el universo se expande, las ondas electromagnéticas se estiran como un muelle: la longitud de onda aumenta y la luz se desplaza hacia la zona roja e infrarroja del espectro. Cuanto más lejos está una galaxia, más se ha estirado su luz durante el viaje hasta nosotros.
Midiendo con precisión cuánto se ha desplazado la luz de cada galaxia hacia el rojo, los científicos pueden estimar su distancia y, a la vez, el momento del tiempo cósmico en que la estamos viendo. Con millones de estas mediciones, se construyen mapas tridimensionales que muestran cómo cambian la expansión y la distribución de la materia a lo largo de miles de millones de años.
Roman también realizará un gran estudio de supernovas de tipo Ia, las mismas que impulsaron el descubrimiento de la expansión acelerada. Estas explosiones estelares sirven como referencias de brillo conocido: comparando su luminosidad intrínseca con la observada, se obtienen distancias extremadamente precisas. Con una muestra enorme repartida por todo el cielo y a distintas épocas, se podrá comprobar si la energía oscura se ha comportado siempre del mismo modo o si ha variado con el tiempo.
Una red de telescopios que trabajan en equipo
Roman no operará en soledad. En la historia que cuenta el pódcast, se subraya que la cosmología moderna es un esfuerzo coral donde distintos observatorios se complementan. Cada telescopio aporta un tipo de dato o enfoque distinto, pero todos van encajando en el mismo puzle cósmico.
La Agencia Espacial Europea (ESA) lidera la misión Euclid, lanzada en 2023, con una contribución clave de la NASA en forma de detectores de infrarrojo cercano muy similares a los que lleva el telescopio James Webb. Euclid también está elaborando un mapa tridimensional del universo, observando miles de millones de galaxias a distancias de hasta 10.000 millones de años luz.
Su objetivo principal es rastrear las «huellas» de la energía oscura a través de la forma, posición y distancias de las galaxias. Combinando mapas de distribución de materia y medidas de lensing gravitacional —la deformación aparente de las galaxias de fondo por la gravedad de la materia oscura en primer plano—, Euclid y Roman proporcionarán perspectivas complementarias sobre el mismo problema.
Guadalupe Cañas Herrera ha desempeñado papeles relevantes en Euclid, tanto desde la ESA como desde instituciones como el Real Observatorio de Edimburgo o la Universidad de Leiden. Entre otras responsabilidades, lideró el desarrollo de CLOE (Cosmological Likelihood for Observables in Euclid), un software que permite comparar los datos observados con las predicciones teóricas de distintos modelos cosmológicos.
En paralelo, el telescopio espacial James Webb se centra en mirar pequeños campos del cielo con un nivel de detalle increíble, estudiando galaxias extremadamente lejanas, formación estelar y atmósferas de exoplanetas. Roman, por su parte, abarcará áreas mucho mayores con menor detalle fino, algo así como pasar de un zoom extremo a un gran angular cósmico.
A todo este conjunto se suma el Observatorio Vera C. Rubin, en Chile, un potente telescopio terrestre respaldado por una gran colaboración internacional en la que participa la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos. El observatorio lleva el nombre de la astrónoma que proporcionó las primeras pruebas convincentes de la existencia de la materia oscura al estudiar las curvas de rotación de las galaxias.
Rubin realizará un sondeo sistemático del cielo en el tiempo, lo que permitirá detectar fenómenos variables y transitorios, además de contribuir a entender mejor la energía oscura. También entran en juego misiones como SPHEREx, que cartografiará todo el cielo en el infrarrojo cercano y observará cientos de millones de galaxias, añadiendo otra pieza al rompecabezas.
Lucas Paganini compara este ecosistema de instrumentos con la forma en que estudiamos la Tierra usando satélites y fotografías a nivel de calle. Necesitamos imágenes desde diferentes escalas y ángulos para construir un mapa completo: lo mismo ocurre con el cosmos. Ningún telescopio por sí solo basta para abarcar toda su complejidad.
Exoplanetas, coronógrafos y ciencia ciudadana
Aunque el foco central del episodio es la energía oscura, el pódcast también muestra que Roman será una herramienta revolucionaria para la búsqueda y caracterización de exoplanetas. La misión dispone de un instrumento coronógrafo de demostración tecnológica que bloqueará la luz cegadora de las estrellas para revelar los planetas que orbitan a su alrededor.
Un coronógrafo funciona como un pequeño disco opaco que tapa el brillo de la estrella en el campo de visión del telescopio, generando una zona de sombra donde pueden hacerse visibles objetos mucho más débiles, como mundos lejanos. Esta tecnología pone a prueba técnicas ópticas y de control de luz que serán esenciales para futuros observatorios dedicados a buscar signos de habitabilidad en exoplanetas.
El coronógrafo de Roman servirá de base para el Observatorio de Mundos Habitables, una futura misión de la NASA pensada para estudiar planetas similares a la Tierra con un nivel de detalle sin precedentes. La idea es llegar a detectar características como la posible presencia de océanos, atmósferas o compuestos químicos que sugieran habitabilidad.
Además, el instrumento de campo amplio de Roman llevará a cabo un censo planetario sin precedentes dentro de nuestra galaxia. Gracias a técnicas como la microlente gravitacional y la observación precisa de tránsitos, se espera descubrir miles de nuevos exoplanetas con un amplio abanico de tamaños y órbitas.
Con ese catálogo, los investigadores podrán estimar cuán frecuentes son los sistemas planetarios parecidos al nuestro, con planetas rocosos en zonas habitables, gigantes gaseosos lejanos, mundos helados… y toda la diversidad que ya empezamos a vislumbrar. Hace apenas unas décadas no se conocía ni un solo exoplaneta; ahora, ya hemos catalogado más de 6.000, y la cifra seguirá creciendo.
La NASA, además, impulsa proyectos de ciencia ciudadana como Exploradores de la Energía Oscura. A través de estas iniciativas, cualquier persona con conexión a internet puede colaborar en la clasificación o análisis de datos, contribuyendo a acelerar descubrimientos. Es una forma de abrir la puerta del laboratorio cósmico a la sociedad en su conjunto.
Un conocimiento que crece con el tiempo… y con la curiosidad
Uno de los mensajes más inspiradores del episodio es que nuestro conocimiento del universo está todavía en su infancia. Lucas Paganini utiliza la imagen de un bebé que solo conoce la habitación en la que vive: cree que ese cuarto es todo su mundo, hasta que un día descubre que hay una casa, luego un barrio, una ciudad, un país y, finalmente, un planeta entero.
Algo parecido nos ocurre con el cosmos. Sabemos que existe un «barrio cósmico» de galaxias, cúmulos y filamentos, pero aún no contamos con todos los datos necesarios para entender cómo se organiza, cómo evoluciona a lo largo del tiempo y qué papel juega la energía oscura en ese proceso.
Cada nuevo conjunto de observaciones —sea de Roman, Euclid, Rubin, Webb o cualquier otro observatorio— añade un pequeño granito de arena al gran edificio del conocimiento. Quizá un resultado aislado parezca poco, pero sumado a muchos otros nos ayuda a refinar modelos, descartar teorías y plantear nuevas preguntas.
Guadalupe Cañas Herrera señala que, si los datos acaban demostrando que necesitamos un tipo de física diferente para describir el universo, no significará que todo lo previo estuviera «mal», sino que aún hay partes por completar. Podría ser un momento duro científicamente, porque obligaría a rehacer parte del edificio teórico, pero también sería tremendamente emocionante.
En paralelo, el pódcast subraya la importancia de alimentar la curiosidad científica desde la infancia. Guadalupe agradece a su padre que nunca apagara sus ganas de saber, que se tomara el tiempo de buscar respuestas y que la acompañara a hacer pequeños experimentos o a observar el cielo con prismáticos. Invita a las familias a hacer lo mismo: si hay un niño o niña curioso en casa, lo mejor que se puede hacer es animarle a hacer preguntas, y más preguntas.
La historia del progreso científico nos recuerda que en pocas décadas hemos pasado de no conocer ningún exoplaneta a descubrir miles, y de considerar la expansión cósmica una mera predicción teórica a medir su aceleración con precisión. Ahora, la gran tarea pendiente es averiguar qué es exactamente la energía oscura y cómo encaja en una descripción completa del universo.
«Universo curioso de la NASA» transmite la idea de que nuestro entendimiento del cosmos se expande al mismo tiempo que el propio universo, impulsado por la colaboración internacional, la tecnología puntera y la curiosidad insaciable de las personas que dedican su vida a estas preguntas. Y deja abierta la puerta a que cualquiera —incluyéndote a ti— pueda aportar, algún día, su propio granito de arena en esa búsqueda de respuestas sobre el universo invisible y los mundos lejanos que quizá alberguen otras formas de vida.
