p Alguns dos maiores mistérios do universo poderão ser resolvidos em breve graças ao Square Kilometer Array (SKA), um enorme radiotelescópio que será construído na África do Sul e na Austrália. Vários laboratórios EPFL estão envolvidos neste projeto épico. p Com o telescópio Square Kilometer Array (SKA), os cientistas esperam ser capazes de ver a matéria e as forças que eram invisíveis até agora. O SKA é um imenso radiotelescópio que abrangerá dois locais:um no deserto de Karoo, na África do Sul, e o outro na região de Murchison, no oeste da Austrália. Cientistas de dezesseis países até agora e cerca de 100 instituições de pesquisa, incluindo EPFL, se uniram para o projeto.

p "Isso vai gerar uma nova era para o nosso campo, "diz Jean-Paul Kneib, chefe do Laboratório de Astrofísica da EPFL (LASTRO). O SKA dará aos cientistas recursos sem precedentes para estudar o universo. Embora a maioria dos telescópios, como o famoso Telescópio Espacial Hubble e o Very Large Telescope no Chile, usar refração óptica e reflexão, o SKA irá capturar ondas de rádio. Não será o primeiro radiotelescópio - há aquele em Arecibo, em Porto Rico, por exemplo - mas será de longe o maior. Terá 3, 000 pratos e um milhão de antenas, permitindo-lhe fornecer imagens de precisão incomparável.

p A radioastronomia é um subcampo da astronomia que visa detectar e estudar objetos celestes invisíveis a instrumentos ópticos - ou seja, objetos que são extremamente frios ou muito distantes e não emitem muita luz visível. Esses objetos constituem a maior parte da matéria que está no espaço:gases, regiões bloqueadas por poeira cósmica e objetos a bilhões de anos-luz de distância. Uma das descobertas mais importantes feitas até hoje usando a radioastronomia é a existência da radiação cósmica de fundo.

p "Esperamos que o SKA nos leve de volta ao tempo em que as galáxias ainda não existiam, "diz Frédéric Courbin, um cientista da LASTRO. Na verdade, o projeto visa solucionar um dos maiores mistérios da astrofísica:por que a expansão do universo está se acelerando? O desempenho excepcional do SKA deve abrir caminho para que os cientistas respondam a essa pergunta, permitindo que observem como as primeiras galáxias se formaram e como o hidrogênio é distribuído. O hidrogênio - um dos elementos mais abundantes no cosmos - não pode ser visto com os telescópios ópticos convencionais, mas "brilha" com as ondas de rádio.

p Muito espaço necessário

p A radioastronomia é um campo altamente promissor, mas ele vem com seu quinhão de obstáculos. Por exemplo, seus instrumentos ocupam muito espaço. Os sinais de rádio são abundantes, mas geralmente muito fracos; os radiotelescópios devem ter uma área de coleta extremamente grande para produzir imagens com boa resolução. Quanto maior a área de coleta, quanto maior a sensibilidade do sistema e melhor a resolução da imagem.

p Existem duas opções para obter uma superfície suficientemente grande:construir antenas massivas - a maior delas está na China e tem 500 m de diâmetro - ou utilizar várias antenas colocadas afastadas umas das outras. Esta segunda opção emprega interferometria, que é um método que, para simplificar, combina os sinais recebidos em cada antena. Isso fornece imagens com a mesma resolução que poderiam ser obtidas de um único prato com um diâmetro igual à maior distância entre duas antenas. Esta é a tecnologia usada no SKA, cujas antenas estarão localizadas em dois continentes e cerca de 3, 000 km de distância, resultando em uma superfície de coleta de um quilômetro quadrado!

p Com esse tipo de área de superfície, os cientistas podem coletar uma quantidade impressionante de dados. Um rádio teria que operar por dois milhões de anos para transmitir a mesma quantidade de dados que o SKA pode reunir em um único dia. Mas o processamento de uma quantidade tão grande de informações cria outro grande desafio para a equipe do projeto. "Não só temos que criar os programas certos para ler e classificar o enorme volume de dados, mas também temos que desenvolver algoritmos específicos para aplicações astrofísicas, "diz Courbin.

p Adotando habilidades suíças

p "Na EPFL, temos uma vasta experiência neste campo e podemos realmente trazer algo para a mesa, "acrescenta Kneib. É por isso que o Laboratório de Processamento de Sinais (LTS5) da EPFL decidiu se juntar ao projeto e ajudar a criar um grupo de pesquisa em Processamento de Sinais Astronômicos e Biomédicos (BASP) na Universidade Heriot-Watt em Edimburgo.

p "A enorme área de coleta do SKA permitirá que ele capture imagens extremamente pequenas, sinais fracos, "diz Yves Wiaux, quem lidera o grupo BASP. "Mas os dados que coletamos de suas várias antenas serão altamente fragmentados. Portanto, precisamos desenvolver um sistema que possa não apenas processar esses sinais rapidamente, mas também juntá-los. "O grupo propôs uma abordagem baseada em dois métodos:sensoriamento comprimido, que é usado para construir sinais e imagens a partir de dados incompletos, e otimização, que permite que os algoritmos sejam executados em paralelo - ou seja, execute cálculos em vários servidores ao mesmo tempo.

p "Dezesseis países já estão envolvidos no projeto e ele está se tornando um grande esforço internacional. Então, agora é a hora da Suíça e seus cientistas se juntarem a ele, contribuindo com nossas habilidades e conhecimentos substanciais - como fizemos quando nos tornamos parte do Observatório Europeu do Sul (ESO) e da Agência Espacial Europeia (ESA), "diz Kneib.