Columna de Astronomía | Los espejos gigantes que estudian el cosmos

El corazón de un telescopio óptico es su espejo, y el diámetro de éste es el principal número que los define. Los más grandes en el norte de nuestro país tienen espejos de alrededor de 8 metros de diámetro, y su función es juntar la luz proveniente de objetos astronómicos, por lo que mientras más grandes, mejor. Una manera simple de entender eso es compararlos con baldes puestos bajo la lluvia. Mientras más grande el balde, más rápido logra juntar agua. De la misma manera, mientras más grande el espejo, más rápido puede juntar la luz de los astros, lo que permite observar mejor los tenues objetos en los albores del universo o con mucho más detalle los objetos cercanos. Cuánta luz puedo juntar es la esencia del problema.

Pero para esta explicación, desgraciadamente, la analogía del balde no es completa. No solo basta con el tamaño del espejo, sino también la forma. Para que éste pueda funcionar debe tener una forma muy definida, con el fin de enfocar la luz de manera apropiada, y así lograr la nitidez de las imágenes del cosmos que nos maravillan continuamente. Ahora bien, esta forma particular –usualmente una parábola– además debe tener una precisión asombrosa. ¿Cuán asombrosa? Uno de los telescopios de nueva generación que se instalarán en el norte del país es el Giant Magellan Telescope, cuyo corazón será un mosaico de siete espejos de 8.4 m de diámetro cada uno, los que enfocarán la luz del cosmos al unísono. La superficie de cada uno de los espejos debe tener rugosidades de no más de 19 nanómetros (o 0,000000019 metros). Aquí otra analogía nos será de utilidad para dimensionar la suavidad requerida de la superficie: si el diámetro del espejo fuera del tamaño de todo Chile, las máximas rugosidades en su superficie serían del orden de ¡1 centímetro!

Espejos con estas características no se compran en la tienda de la esquina. Hay un solo lugar que se ha especializado por décadas en su fabricación: el Mirror Lab de la Universidad de Arizona, en Estados Unidos. El lugar de nacimiento de los espejos se encuentra debajo del estadio de fútbol americano de la universidad, la única zona del campus que tenía el espacio necesario para albergar las faenas cuando comenzaron en este oficio.

Esta proeza tecnológica parte paradójicamente con una técnica ancestral: el vidrio del cual se hace el espejo es fabricado a mano, en tinajas de cerámica, en Japón –esta resulta ser la mejor manera de lograr un vidrio de la pureza necesaria–. 20 toneladas de ese vidrio se envían a Arizona en pedazos tras haber sido inspeccionados individualmente, para luego ser depositados en un horno que rota mientras se funde el vidrio. La rotación del horno hace que la superficie del vidrio fundido –el cual adquiere la consistencia de la miel– tome forma parabólica (un fenómeno bastante conocido para todos los que han jugado haciendo girar un balde con agua). Así, al terminar el fundido, el vidrio tiene aproximadamente la forma correcta, aunque no a la precisión necesaria. Tras enfriar el vidrio, son necesarios meses de pulido posterior, realizado con ayuda de computadores.

Finalmente, tras un proceso de aproximadamente un año, esas toneladas de vidrio, transformadas en una superficie matemática de precisión excelsa, son cubiertas con una finísima capa de material reflectante, usualmente aluminio. Así, y en algunos años más, los espejos que están siendo fabricados ahora en el Mirror Lab se verán enfrentados al desértico cielo de nuestro país, juntando luz astral con más eficiencia que nunca antes en la historia de la humanidad.