Dando continuidade ao esforço de explorar a natureza da energia responsável pela observada expansão acelerada do Universo, o Departamento de Energia (DOE) do governo dos EUA acaba de autorizar a construção do DESI, que inglês significa Dark Energy Spectroscopic Instrument. Este espectrógrafo será montado no telescópio Mayall de 4metros em Kitt Peak, que ficará disponível para o projeto, e irá medir mais de 30 milhões de redshifts de galáxias e quasares, mapeando a distribuição espacial desses objetos num grande volume do Universo observável, o que permitirá medir a expansão do Universo em 35 intervalos de distâncias com uma precisão sem precedentes (Figura 1).
DESI é uma extensão dos levantamentos BOSS e eBOSS do projeto Sloan Digital Sky Survey, sendo 10 vezes maior que seus precursores. DESI complementa outros projetos do DOE na chamada Cosmic Frontiers, que ainda inclui os projetos Dark Energy Survey (DES) e Large Synoptic Survey Telescope (LSST). Estes projetos fazem parte de uma estratégia de longo prazo do esforço internacional de entender a natureza da energia escura, onde os levantamentos espectroscópico eBOSS e fotométrico DES são os precursores dos projetos DESI e LSST, respectivamente. A Figura 2 mostra a linha de tempo aproximada desses projetos, a qual se estende além de 2030.
DES e eBOSS já se encontram em andamento e DESI e LSST tem o importante apoio do Particle Physics Project Prioritazion Panel (P5) e do Decadal Survey preparado pela comunidade de Astronomia dos EUA. Ambos já estão em construção e com início previsto para 2019(DESI) e 2022 (LSST). Do DESI já participam 31 universidades e 18 instituições de vários países, incluindo 5 laboratórios nacionais do DOE. Vale a pena mencionar que alguns pesquisadores brasileiros negociam sua participação no DESI e no momento acompanham o desenvolvimento do projeto e as discussões científicas como membros provisórios.
Este esforço simplesmente revela a importância que o tópico energia escura tem para a nossa compreensão das leis que governam o nosso Universo. É a energia escura realmente uma fonte de energia associada a um novo campo? É a energia de flutuações quânticas do vácuo ou é uma limitação da teoria gravitacional desenvolvida por Einstein ou ainda outra constante física? São essas as perguntas que estes projetos procuram responder usando técnicas complementares. É bom lembrar que a descoberta da energia escura levou ao prêmio Nobel da Física em 2011. Portanto, é de se supor que outro prêmio Nobel aguarda o time que desvendar sua natureza. Além disso, os levantamentos discutidos acima também abrem novas e incríveis oportunidades para o avanço de várias áreas de pesquisa em Astronomia, contribuindo para a aproximação entre físicos de altas energias e partícula e astrônomos.
Estes projetos também têm um enorme impacto sociológico, já que a complexidade e o custo destes projetos exigem a formação de grandes equipes internacionais, além de tecnológico, porque geram grandes volumes de dados, ao que chamamos de Big Data. Isto levou à criação de uma nova e importante área de pesquisa conhecida como e-science, produzindo mudanças significativas na forma de se fazer ciência de impacto.
Tendo em vista a importância destes projetos, o LIneA tem atuado ao longo dos últimos anos para patrocinar a participação de pesquisadores brasileiros na e-science, inovando com um modelo que inclui a disponibilização de infraestrutura de hardware e software para enfrentar os problemas associados a projetos que envolvem Big Data e se associando a estes projetos de dezenas ou centenas de milhões de dólares através de pagamentos que consistem de uma combinação de recursos financeiros, serviços e desenvolvimento de software. No caso do SDSS isto está sendo feito pela instalação de serviço de distribuição de dados dos diversos levantamentos realizados pelo projeto nos últimos 15 anos, servindo de alternativa para a Universidade de Johns Hopkins, e a instalação e manutenção de máquinas que serão usadas na aquisição de dados do levantamento APOGEE2 no observatório de Las Campanas no Chile. Já no caso do DES a contribuição do LIneA tem sido o desenvolvimento de um sofisticado sistema de software conhecido como o portal científico do DES em operação no CTIO, Fermilab e LIneA para atender diferentes demandas e uma infraestrutura de processamento e armazenamento para atender a equipe brasileira envolvida.
Ao longo dos dois últimos anos o LIneA, reconhecendo a importância do DESI, vem analisando alternativas para a entrada de pesquisadores no projeto e no momento está definindo como adaptar a arquitetura desenvolvida pelo LIneA para atender as necessidades do DESI. Em particular, o objetivo é desenvolver um sistema para avaliar a qualidade e monitorar a qualidade dos 15,000 espectros de 5,000 objetos que serão observados em cada exposição do DESI. Um protótipo desse sistema está previsto para o segundo semestre de 2016.
