El gran reto cósmico

UCL
Ciencia Kanija
29/10/08

Hoy, los cosmólogos retan al mundo a resolver un irresistible problema estadístico, llevarnos más cerca de la comprensión de la naturaleza de la materia y energía oscura que forman el 95 por ciento del universo “perdido”. El Reto PASCAL 2008 de Pruebas de Precisión de Lentes Gravitatorias (GREAT08) está compuesto por 28 científicos de 19 instituciones internacionales, con el objetivo de incitar a otros investigadores a resolverlo para el 30 de abril de 2009.

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“The Reto PASCAL GREAT08 nos ayudará a responder la mayor cuestión de la cosmología actual: ¿qué es la energía oscura que parece formar la mayor parte del universo? Nos dimos cuenta que resolver nuestro problema de procesado de imágenes no requiere conocimientos de astronomía, por lo que estamos acercándonos a nuevas aproximaciones de otras disciplinas”, dice la Dra. Sarah Bridle, del Departamento de Física y Astronomía de UCL, que lidera este reto junto con el Profesor John Shawe-Taylor, Director del Centro de UCL para Estadística Computacional y Aprendizaje de Máquinas.

El veinte por ciento de nuestro universo parece estar hecho de materia oscura, una desconocida sustancia que es fundamentalmente distinta de la materia que forma nuestro mundo conocido. El 75 por ciento del universo parece estar hecho de una sustancia completamente misteriosa apodada energía oscura. Una posible explicación para estas sorprendentes observaciones en que la Ley de la Gravedad de Einstein está equivocada.

El método con el mayor potencial para descubrir la naturaleza de la energía oscura es la lente gravitatoria, en el cual las formas de galaxias lejanas se ven distorsionadas por la gravedad de materia oscura intermedia. “Las farolas parecen distorsionadas por el cristal de la ventana de tu baño y podrías usar esas distorsiones para saber la variación de grosor en el vidrio. De la misma forma, puedes saber cosas sobre la distribución de materia oscura observando las formas de galaxias lejanas”, dice la Dra. Sarah Bridle. Las imágenes de las galaxias observadas parecen distorsionadas y sus formas deben ser desentrelazadas con gran precisión de los efectos observacionales de muestreo, convolución y ruido.

El problema que se propone, medir la distorsión de estas imágenes, implica un análisis de imágenes que idealmente estaría enfocado hacia expertos en inferencia estadística, problemas inversos y aprendizaje computacional, entre otros campos científicos.

Los cosmólogos se están preparando para unos apasionantes años de interpretación de resultados de los nuevos experimentos diseñados para descubrir la naturaleza de la energía oscura, incluyendo el Estudio de Energía Oscura terrestre en Chile y Pan-STARRS en Hawaii, y las misiones espaciales de la Agencia Espacial Europea (Euclides) y de la NASA y el Departamento de Energía de los Estados Unidos. Los métodos desarrollador para resolver el Reto GREAT08 ayudarán en el análisis de estos nuevos datos.

El Reto GREAT08 contiene 200 GB de imágenes simuladas, que contienen 30 millones de imágenes de galaxias. Durante la competición principal, se pedirá a los participantes que extraigan 5400 números de 170 GB de datos. Para acceder a la competición, sigue este enlace.

La Guía del Reto GREAT08 se publicará en breve en la revista ‘Annals of Applied Statistics’.