Los científicos han realizado el mapa más detallado de la materia del universo y esto destaca que podría faltar algo en el modelo del cosmos. Creada uniendo los datos de dos telescopios que observan diferentes tipos de luz, el último mapa ha revelado que el universo es menos granuloso de lo previsto por los modelos anteriores. Una clara señal de que la vasta red cósmica que conecta a las galaxias es menos comprendida de lo que pensaban los científicos.
Una extraña discrepancia
Según nuestra comprensión actual, el universo es una gigantesca red de carreteras celestiales que se cruzan, formadas por gas hidrógeno y materia oscura. Tomando forma después del caótico Big Bang, estas carreteras celestiales se formaron como grumos del caldo hirviente del joven universo. Donde más hilos de la red se cruzaban, había suficiente materia para formar las galaxias.
Pero el nuevo mapa del universo, publicado el 31 de enero y acompañado por tres estudios científicos separados (ref.) (ref.) (ref.) publicados en la revista Physical Review D, muestra todo lo contrario. En muchas partes del cosmos la materia es menos densa y se distribuye de manera más uniforme de lo que debería ser. “Parece que hay un poco menos fluctuaciones en el universo actual de lo que predecimos asumiendo nuestro modelo cosmológico estándar anclado en el universo primordial”, dijo el coautor Eric Baxter, astrofísico de la Universidad de Hawái.
La historia del universo
Según el modelo estándar, el universo comenzó a tomar forma después del Big Bang, cuando el joven cosmos estaba lleno de partículas de materia y antimateria, que se aniquilaban mutuamente al contacto. La mayoría de los elementos constituyentes del universo fueron barridos de esta manera. Pero el tejido del espacio-tiempo en rápida expansión, junto con algunas fluctuaciones cuánticas, hizo que algunos bolsillos de plasma primordial sobrevivieran.
La fuerza de gravedad pronto comprimió estos bolsillos de plasma sobre sí mismos, calentando la materia mientras se aplastaba una contra otra. En ese momento, la mayor parte de la materia del universo estaba distribuida como una serie de filamentos finos que rodeaban incontables vacíos cósmicos. Una vez que esta materia, principalmente hidrógeno y helio, se ha enfriado lo suficiente, se coaguló aún más para dar vida a las primeras estrellas. Estas últimas luego forjaron elementos cada vez más pesados a través de la fusión nuclear.
Cómo se construyó el mapa
Para llegar al último mapa del Universo, los investigadores combinaron las observaciones realizadas con el Dark Energy Survey en Chile y el South Pole Telescope, que se encuentra en la Antártida. El primero escanear el cielo en las frecuencias ultravioleta, visible y cercanas al infrarrojo desde 2013 hasta 2019. El segundo estudia las emisiones de microondas que constituyen la radiación de fondo. Aunque observan diferentes longitudes de onda de la luz, ambos telescopios han utilizado una técnica llamada lente gravitacional para mapear la agregación de materia.
La lente gravitacional se produce cuando un objeto cósmico masivo se encuentra entre nuestros telescopios y su fuente. Entonces, la luz proveniente de un punto detrás del objeto cósmico masivo parece deformada, en proporción a la masa presente en ese espacio. Esto hace que la lente gravitacional sea una herramienta excelente para trazar tanto la materia como su materia oscura misteriosa. De hecho, a pesar de que la materia oscura constituye el 85% del Universo, no interactúa con la luz a menos que la distorsione con la gravedad generada por su masa.
Con este enfoque, los investigadores utilizaron los datos de ambos telescopios para identificar la posición de la materia y eliminar los errores de un telescopio comparándolo con el otro. “Funciona como un control cruzado, por lo que se convierte en una medida mucho más sólida que si solo se usara uno u otro”, dijo en la declaración el autor principal Chihway Chang, astrónomo de la Universidad de Chicago.
Las posibles explicaciones de la discrepancia
El mapa del Universo producido por los investigadores se adaptaba perfectamente a nuestra comprensión de cómo ha evolucionado el cosmos, con excepción de una discrepancia clave. El cosmos parece estar más uniformemente distribuido y menos agrupado de lo que sugeriría el modelo estándar de la cosmología. Existen dos posibles explicaciones.
La primera es que simplemente estamos observando el universo de manera demasiado imprecisa. Por lo tanto, la desviación del modelo desaparecerá a medida que tengamos herramientas mejores para examinar el cosmos. La segunda, y más significativa, posibilidad es que nuestro modelo cosmológico le falte leyes físicas importantes. Descubrir cuáles leyes faltan requerirá investigaciones cruzadas y mapeos, además de una revisión de una comprensión más profunda de las restricciones cosmológicas.
“No existe en este momento una explicación física conocida para esta discrepancia”, escribieron los investigadores en uno de los estudios. “La intersección entre las próximas análisis permitirá estudios de correlación significativamente más potentes que proporcionarán restricciones cosmológicas más precisas y precisas que nos permitirán seguir poniendo a prueba el modelo cosmológico estándar”.