Oscar del Barco es profesor de Óptica en el Departamento de Física de la Universidad de Murcia, Doctor en Ciencias Físicas por la Universidad de Murcia, Licenciado en Ciencias Físicas por la Universidad de Granada.
¿Cómo vemos los asteroides? La importancia de la astrometría
La astrometría es una disciplina que mide con precisión la posición y movimiento de objetos celestes. Cuando hablamos de asteroides cercanos a la Tierra, este detalle es crucial: pequeños errores en los cálculos iniciales pueden traducirse en grandes incertidumbres sobre su trayectoria futura. Detectar estos cuerpos a tiempo es el primer paso para evitar una catástrofe.
El problema radica en que las trayectorias de los asteroides son influenciadas por fuerzas gravitacionales complejas, especialmente cuando pasan cerca de planetas como la Tierra. Los métodos tradicionales para calcular su movimiento suelen basarse en aproximaciones que funcionan bien para cuerpos lejanos, pero no son tan precisos cuando las distancias son menores. Esto plantea un reto considerable en escenarios en los que cada milímetro cuenta.
¿Cómo ponen a prueba las trayectorias de los asteroides nuestra tecnología?
La detección de asteroides no solo depende de observar su posición en el cielo, sino también de predecir sus trayectorias futuras con gran precisión. Esto requiere modelos matemáticos y simulaciones que consideren las influencias gravitacionales de múltiples cuerpos, como el Sol y otros planetas. Sin estas herramientas, sería imposible identificar con certeza si un asteroide tiene posibilidades reales de impactar la Tierra.
El modelo desarrollado por Oscar del Barco ayuda en este problema al considerar las trayectorias de los haces luminosos reflejados por estos objetos, en escenarios de distancia finita, algo que métodos clásicos como el Post-Newtonian Parametrization no logran con tanta precisión. Esto es especialmente útil para asteroides que pasan cerca de la Tierra, donde las desviaciones pequeñas pueden generar grandes diferencias en la predicción. Su modelo ofrece una reducción significativa de errores en cálculos complejos, lo que resulta crucial para la planificación de misiones espaciales de prevención.
Simulaciones: claves para el futuro de la defensa planetaria
Las simulaciones computacionales avanzadas son la base para probar modelos como el de del Barco. Estas herramientas no solo permiten visualizar trayectorias, sino también analizar el impacto de variables como la interacción gravitacional o incluso posibles métodos de desvío de asteroides. Por ejemplo, misiones como la DART, que probó con éxito el desvío de un asteroide en 2022, dependen de cálculos orbitales precisos para alcanzar sus objetivos.
Con la metodología propuesta, las simulaciones pueden integrar un modelo gravitacional más detallado, basado en óptica y relatividad, lo que aumenta la fiabilidad de los resultados. Esto podría ayudar a diseñar estrategias más seguras para proteger nuestro planeta, desde la desviación directa hasta métodos alternativos basados en radiación o incluso explosiones controladas.
Más allá de la Tierra: aplicaciones en astrometría avanzada
Aunque la detección de asteroides peligrosos es un uso inmediato del modelo, este también tiene aplicaciones en otras áreas de la astrofísica. La astrometría de precisión se utiliza para medir posiciones estelares y detectar planetas extrasolares. El método MMA propuesto mejora estos cálculos, especialmente para estrellas cercanas o sistemas planetarios donde las distancias no son infinitas.
En el futuro, misiones espaciales como Gaia o el telescopio James Webb podrían incorporar avances como este para mejorar sus mediciones. Esto abriría nuevas puertas en la exploración del universo, desde mapear galaxias hasta estudiar sistemas solares distantes con una precisión sin precedentes.
Uno de los grandes temores de la sociedad es ser destruida por un asteroide. Fuente: Midjourney / Eugenio Fdz.
Un enfoque basado en relatividad y óptica: el modelo de Oscar del Barco
Oscar del Barco desarrolló un modelo que combina dos campos aparentemente desconectados: la relatividad general y la óptica. Este enfoque, denominado Material Medium Approach (MMA), interpreta el espacio alrededor de un cuerpo masivo como un medio con propiedades ópticas variables. De esta manera, la posición de un asteroide (sobre todo aquellos de menor tamaño) podría calcularse con una precisión extrema, considerando los efectos de la gravedad sobre la luz reflejada por los mismos como si fueran modificaciones en el índice de refracción.
El modelo se basa en ecuaciones matemáticas que superan a las herramientas actuales en escenarios donde las distancias entre la fuente, el observador y el objeto gravitatorio son finitas. Según su análisis, este método corrige errores significativos, especialmente para los asteroides de menor tamaño en el sistema solar. “Nuestra fórmula generaliza la conocida ecuación de Darwin para la deflexión gravitatoria de la luz”, explica del Barco en su artículo, resaltando cómo esta herramienta podría evitar errores en cálculos de astrometría ultraprecisa.
Un enfoque basado en relatividad y óptica: el modelo de Oscar del Barco
Oscar del Barco desarrolló un modelo que combina dos campos aparentemente desconectados: la relatividad general y la óptica. Este enfoque, denominado Material Medium Approach (MMA), interpreta el espacio alrededor de un cuerpo masivo como un medio con propiedades ópticas variables. De esta manera, la posición de un asteroide (sobre todo aquellos de menor tamaño) podría calcularse con una precisión extrema, considerando los efectos de la gravedad sobre la luz reflejada por los mismos como si fueran modificaciones en el índice de refracción.
El modelo se basa en ecuaciones matemáticas que superan a las herramientas actuales en escenarios donde las distancias entre la fuente, el observador y el objeto gravitatorio son finitas. Según su análisis, este método corrige errores significativos, especialmente para los asteroides de menor tamaño en el sistema solar. “Nuestra fórmula generaliza la conocida ecuación de Darwin para la deflexión gravitatoria de la luz”, explica del Barco en su artículo, resaltando cómo esta herramienta podría evitar errores en cálculos de astrometría ultraprecisa.
El modelo combina dos campos aparentemente desconectados: la relatividad general y la óptica. Fuente: Midjourney / Eugenio Fdz.
¿Por qué es importante este avance?
La detección y seguimiento de asteroides no solo es relevante para la ciencia pura, sino también para la seguridad planetaria. En la última década, hemos visto casos como el meteorito de Cheliábinsk, que explotó sobre Rusia en 2013, causando daños materiales y cientos de heridos. Aunque este evento no fue catastrófico, subraya la necesidad de herramientas más avanzadas para prever futuros impactos.
El modelo propuesto por del Barco tiene un impacto directo en la capacidad de describir las trayectorias de estos objetos menores con mayor precisión. Podría ser clave en misiones espaciales destinadas a desviar asteroides, ya que cualquier error en la predicción de su trayectoria podría hacer fracasar los esfuerzos por evitar un impacto. Este avance, por tanto, abre nuevas puertas tanto en el ámbito científico como en el de la protección planetaria.
¿Qué papel juega la óptica en este descubrimiento?
Aunque pueda parecer extraño, la óptica ha sido fundamental para este avance. En términos sencillos, del Barco trata los efectos de la gravedad sobre la luz reflejada por los asteroides como si estos haces lumínicos se propagaran por un medio de densidad óptica variable. Este enfoque, aunque matemáticamente complejo, simplifica la manera de entender cómo se curvan las trayectorias bajo la influencia gravitatoria de cuerpos masivos como el Sol.
El modelo también se ha comparado con otros métodos estándar, como el Post-Newtonian Parametrization (PPN), que es ampliamente usado en astronomía. Según el estudio, el método de del Barco supera a las aproximaciones tradicionales en escenarios de alta precisión, donde incluso pequeños errores pueden generar discrepancias importantes. Esto convierte a su propuesta en una herramienta de gran valor para futuros desarrollos en astrometría.
Entrevista a Oscar del Barco
¿Cómo surgió la investigación?
Esta última investigación en astrofísica surgió tras una lectura detallada de los resultados de las expediciones de eclipses solares en 1919 de Sir Arthur Eddington. En ellas, se confirmó experimentalmente la predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein acerca del ángulo de desviación de luz procedente de estrellas lejanas, cuando los haces luminosos rozaban la superficie solar.
Lo que realmente me llamó la atención es que el mismo Eddington afirmó que este ángulo de desviación podría ser obtenido, de forma aproximada, mediante cálculos basados en Óptica Geométrica (que es una de mis ramas de especialización).
Trabajando sobre ello, llegué a la conclusión de que la propagación de un haz luminoso en un campo gravitatorio (generado por un objeto masivo estático, como pudiera ser considerado el Sol) se podría describir de forma exacta mediante consideraciones de Óptica Geométrica. En particular, cuando la fuente emisora de luz (una estrella lejana o un objeto en el sistema solar, por ejemplo) y el observador (un telescopio espacial) están a cualquier distancia del objeto deflector (el Sol, por ejemplo), encontré una ecuación exacta que permite mejorar los resultados previos, bajo ciertas condiciones.
¿Qué repercusiones tiene?
Una de las principales repercusiones sería una mejora en el cálculo de la posición precisa de los astros de menor tamaño en el sistema solar (debido al efecto del Sol en la desviación de los haces luminosos que proceden de los mismos). Mientras que los astros de mayor tamaño no se verían beneficiados de este nuevo resultado (debido a que el error en su posicionamiento no sería apreciable), si tendría consecuencias en el trazado preciso de las órbitas de los de menor tamaño.
Por otro lado, también podría tener aplicaciones en una mejora de la localización de galaxias distantes que están distorsionadas y magnificadas por grandes cantidades de masa intermedia, como los cúmulos de galaxias, debido al efecto denominado "lente gravitatoria débil".
¿Por qué es importante este avance?
La detección y seguimiento de asteroides no solo es relevante para la ciencia pura, sino también para la seguridad planetaria. En la última década, hemos visto casos como el meteorito de Cheliábinsk, que explotó sobre Rusia en 2013, causando daños materiales y cientos de heridos. Aunque este evento no fue catastrófico, subraya la necesidad de herramientas más avanzadas para prever futuros impactos.
El modelo propuesto por del Barco tiene un impacto directo en la capacidad de describir las trayectorias de estos objetos menores con mayor precisión. Podría ser clave en misiones espaciales destinadas a desviar asteroides, ya que cualquier error en la predicción de su trayectoria podría hacer fracasar los esfuerzos por evitar un impacto. Este avance, por tanto, abre nuevas puertas tanto en el ámbito científico como en el de la protección planetaria.
¿Qué papel juega la óptica en este descubrimiento?
Aunque pueda parecer extraño, la óptica ha sido fundamental para este avance. En términos sencillos, del Barco trata los efectos de la gravedad sobre la luz reflejada por los asteroides como si estos haces lumínicos se propagaran por un medio de densidad óptica variable. Este enfoque, aunque matemáticamente complejo, simplifica la manera de entender cómo se curvan las trayectorias bajo la influencia gravitatoria de cuerpos masivos como el Sol.
El modelo también se ha comparado con otros métodos estándar, como el Post-Newtonian Parametrization (PPN), que es ampliamente usado en astronomía. Según el estudio, el método de del Barco supera a las aproximaciones tradicionales en escenarios de alta precisión, donde incluso pequeños errores pueden generar discrepancias importantes. Esto convierte a su propuesta en una herramienta de gran valor para futuros desarrollos en astrometría.
Entrevista a Oscar del Barco
¿Cómo surgió la investigación?
Esta última investigación en astrofísica surgió tras una lectura detallada de los resultados de las expediciones de eclipses solares en 1919 de Sir Arthur Eddington. En ellas, se confirmó experimentalmente la predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein acerca del ángulo de desviación de luz procedente de estrellas lejanas, cuando los haces luminosos rozaban la superficie solar.
Lo que realmente me llamó la atención es que el mismo Eddington afirmó que este ángulo de desviación podría ser obtenido, de forma aproximada, mediante cálculos basados en Óptica Geométrica (que es una de mis ramas de especialización).
Trabajando sobre ello, llegué a la conclusión de que la propagación de un haz luminoso en un campo gravitatorio (generado por un objeto masivo estático, como pudiera ser considerado el Sol) se podría describir de forma exacta mediante consideraciones de Óptica Geométrica. En particular, cuando la fuente emisora de luz (una estrella lejana o un objeto en el sistema solar, por ejemplo) y el observador (un telescopio espacial) están a cualquier distancia del objeto deflector (el Sol, por ejemplo), encontré una ecuación exacta que permite mejorar los resultados previos, bajo ciertas condiciones.
¿Qué repercusiones tiene?
Una de las principales repercusiones sería una mejora en el cálculo de la posición precisa de los astros de menor tamaño en el sistema solar (debido al efecto del Sol en la desviación de los haces luminosos que proceden de los mismos). Mientras que los astros de mayor tamaño no se verían beneficiados de este nuevo resultado (debido a que el error en su posicionamiento no sería apreciable), si tendría consecuencias en el trazado preciso de las órbitas de los de menor tamaño.
Por otro lado, también podría tener aplicaciones en una mejora de la localización de galaxias distantes que están distorsionadas y magnificadas por grandes cantidades de masa intermedia, como los cúmulos de galaxias, debido al efecto denominado "lente gravitatoria débil".
