Durante milenios, los seres humanos han estado fascinados por los misterios del cosmos. Desde los babilonios, los griegos y los egipcios hasta los astrónomos modernos, el encanto del cielo ha inspirado innumerables investigaciones para descubrir los secretos del Universo. Aunque existen modelos cosmológicos desde hace siglos, la cosmología, que estudia la evolución y estructura del universo, es relativamente incipiente. Un innovador mapa de materia oscura sienta las bases para modelos innovadores.
El nuevo mapa
Esta ciencia nace a principios del siglo XX con la teoría de la relatividad general de Einstein, que sirve como base para el modelo estándar de la cosmología. Una serie de documentos enviados a la prestigiosa revista The Astrophysical Journal por los investigadores del Atacama Cosmology Telescope (ACT) han revelado una nueva imagen. Esta muestra el mapa de la materia oscura distribuida en un cuarto de todo el cielo, el más detallado jamás creado (ref.) (ref.) (ref.).
“Hemos creado un nuevo mapa utilizando las distorsiones de la luz dejadas por el Big Bang”, afirma Mathew Madhavacheril, autor principal de uno de los artículos. “Sorprendentemente, proporciona mediciones que muestran tanto la ‘irregularidad’ del universo como la velocidad con la que está creciendo después de 14 mil millones de años de evolución. Estos parámetros son precisamente lo que esperamos del modelo estándar de cosmología basado en la teoría de la gravedad de Einstein”.
La calidad de la rugosidad del cosmos depende de la distribución no uniforme de la materia oscura. Su crecimiento, por otro lado, ha permanecido coherente con las predicciones anteriores. A pesar de que representa el 85% del universo y afecta a su evolución, la materia oscura es difícil de detectar ya que no interactúa con la luz ni con otras formas de radiación electromagnética. Por lo que sabemos hoy, la materia oscura solo interactúa con la gravedad.
El extraordinario ACT
El ACT fue construido por la Universidad de Penn y la Universidad de Princeton. En 2007, comenzó las observaciones para rastrear la materia oscura. Los más de 160 colaboradores que recopilaron datos observan la radiación emitida por el Big Bang. Los cosmólogos a menudo se refieren a esta radiación difusa que llena todo nuestro universo como la “imagen infantil del cosmos”. Formalmente conocida como radiación cósmica de fondo de microondas (CMB).
El equipo rastrea cómo la atracción gravitacional de grandes objetos, incluida la materia oscura, distorsiona la CMB en su viaje de 14 mil millones de años hasta nosotros. Es como observar la luz que se dobla al pasar por una lupa. “Cuando propusimos este experimento en 2003, no teníamos idea del alcance de la información que se podía extraer de nuestro telescopio”, dice Mark Devlin. “Esto fue posible gracias a la inteligencia de los teóricos, que construyeron nuevas herramientas para hacer que nuestro telescopio fuera más sensible y por las nuevas técnicas de análisis que ideó nuestro equipo”.
Los investigadores de Penn, Gary Bernstein y Bhuvnesh Jain, lideraron la investigación sobre la cartografía de la materia oscura utilizando la luz visible emitida por galaxias cercanas en relación con la luz de la CMB. “Es interesante señalar que descubrimos que la materia es un poco menos grumosa de lo que predice la teoría más simple”, dice Jain. “Sin embargo, el hermoso trabajo de Mark y Mathew en la CMB coincide perfectamente con la teoría. Los mapas extraordinarios de materia oscura de ACT estrechan la búsqueda y reducen los errores teóricos”, dice Bernstein.