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jueves, enero 22, 2015

El sorprendente espejo del telescopio LZT

Mayor espejo líquido del mundo
Desde tiempos inmemoriales, el ser humano ha estado mirando y admirando con curiosidad infinita el espectacular cielo estrellado de las noches sin luna. Esta curiosidad atávica ha hecho que los estudiosos enfocaran sus ojos en conocer qué era lo que había en aquella cúpula celeste que era inalcanzable tanto a las manos como a la compresión humana. En este proceso de conocimiento, la invención y desarrollo del telescopio han hecho que los científicos hayan conseguido llevar el límite de su saber allí donde eran capaces de llevarles la precisión de sus aparatos ópticos. Aparatos que, basados en espejos y lentes, se encuentran con el hándicap de que la precisión ha de mantenerse a pesar del aumento de tamaño, cosa que se topa de bruces con un presupuesto reducido. No obstante, un observatorio ha conseguido conjugar las necesidades de precisión y ajuste presupuestario utilizando astutamente las leyes de la física: utiliza un espejo líquido de 6 metros de diámetro. Ahí es nada.

El motor de giro
Una de las principales limitaciones en el estudio del universo es la debilidad de la señal que llega hasta nosotros. Esta señal, para ser perceptible y estudiada necesita aparatos muy sensibles que la capten y la amplifiquen, utilizándose para ello superficies parabólicas que concentren las señales ya sean visibles o invisibles. En el caso de la luz visible, los grandes espejos parabólicos de los telescopios reflectores chocan con la dificultad de necesitar espejos perfectos de tamaños inmensos, lo que dispara las facturas.  Sin embargo, se sabe que los líquidos, puestos en un recipiente que gira, adoptan la forma de una parábola perfecta y la Universidad de Columbia Británica (Canadá) lo ha aprovechado para construir el Large Zenith Telescope (LZT- Gran Telescopio Cenital).

El líquido sube al girar
La característica principal del LZT es que, en vez de montar un espejo parabólico al uso, utiliza un depósito de seis metros de diámetro con metal líquido (mercurio) el cual, tras ponerse a girar, proporciona el espejo parabólico más perfecto del mundo aprovechándose de las fuerzas de la dinámica. Los investigadores lo agradecen y los presupuestos, más.

Fuerzas sobre el líquido
El esquema de funcionamiento de tan peculiar espejo es sencillo y se puede comparar al de un tocadiscos pero de un radio de tres metros, en el que el plato gira a una velocidad constante de 6 revoluciones por minuto. Este plato, en realidad, no es plano sino aproximadamente parabólico, ya que no importan demasiado las pequeñas irregularidades que se puedan encontrar en él. Ello es debido a que, si bien en un espejo normal cualquier imperfección echaría al traste la precisión del telescopio, la superficie del líquido contenido no se ve afectada por las irregularidades del fondo del depósito: con una capa de 1 mm de grosor de mercurio ya se obtiene el efecto buscado.

Construcción de la base giratoria
En el momento en que el inmenso plato se pone en movimiento, el mercurio, por efecto de la fuerza centrífuga, tiende a salir del centro del depósito hacia el borde, y así lo haría si la velocidad de giro fuera demasiado alta. No obstante, la moderada velocidad de giro permite que haya un equilibrio entre la fuerza centrífuga y la centrípeta que, junto a la fuerza de la gravedad, dará una forma de parábola a la superficie del líquido. Líquido que, al ser un metal, reflejará la luz que incida sobre él y será captada por las lentes de los observadores.

Esquema del telescopio
A pesar de todos los beneficios de este ingenioso aparato, este espejo líquido tiene el inconveniente de que necesita una velocidad de giro estable (velocidades diferentes = formas diferentes), la toxicidad de los vapores de mercurio (ver El vertido asesino de Minamata) y que solo puede apuntar hacia arriba -hacia el cenit-, ya que cualquier inclinación impediría la formación correcta de la parábola en la superficie del mercurio. Inconveniente que, todo sea dicho, no es tal ya que este tipo de telescopios se utiliza para el estudio de imágenes en tránsito -es la Tierra la que se mueve- de cara al estudio de las grandes estructuras del universo y la evolución de las galaxias.

Ubicación remota del observatorio
El Large Zenith Telescope, ubicado en un observatorio montado sobre dura y estable roca granítica desde 2002, se encuentra en medio del bosque a unos 70 km al este de Vancouver y es uno de los mayores y más baratos telescopios ópticos del mundo. Todo un modelo de cómo, con inteligencia, conocimiento e ingenio, la falta de dinero no tendría que ser un freno a la investigación científica del universo que nos rodea.




El sorprendente espejo del telescopio LZT


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