por Jason Dorrier
Esta semana, los astrofísicos presentaron el mapa más grande del universo hasta el momento.
Habiendo determinado la posición de 7,5 millones de galaxias, el mapa es más grande y más detallado que todos sus predecesores combinados. Y no está ni cerca de estar completo. Usando el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura ultrapreciso (DESI), el equipo está agregando las coordenadas de un millón de galaxias por mes con planes para ejecutarse hasta 2026. El atlas final cubrirá un tercio del cielo e incluirá 35 millones de galaxias hasta 10 mil millones de años luz de distancia.
Por supuesto, este mapa en particular no tendrá mucho valor práctico para los exploradores espaciales . Incluso a la velocidad de la luz, tardaríamos entre decenas de miles y millones de años en llegar a nuestros vecinos galácticos más cercanos. En ausencia de una red conveniente de agujeros de gusano intergalácticos, es probable que estemos atrapados en nuestra galaxia natal en el futuro previsible. Pero el mapa tiene otro propósito.
“Este proyecto tiene un objetivo científico específico: medir con mucha precisión la expansión acelerada del universo”, dijo a Wired Julien Guy, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Al medir la expansión a lo largo del tiempo, los científicos esperan arrojar luz sobre la energía oscura, la fuerza misteriosa que parece estar destruyendo el universo, y predecir el destino final del cosmos.
Cartografía Cosmológica
Para localizar galaxias , DESI utiliza una colección de 5.000 cables de fibra óptica colocados por motores robóticos con una precisión de 10 micrones, menos del grosor de un cabello humano. Este posicionamiento preciso permite que el instrumento absorba los fotones de 5000 galaxias distantes a la vez, registre sus espectros en detalle y determine cuánto se ha estirado la luz en las partes más rojas del espectro durante su viaje a la Tierra. Este “desplazamiento hacia el rojo” es causado por la expansión del universo e indica qué tan lejos está una galaxia (cuanto más roja es la luz, más distante está la galaxia), lo que agrega una tercera dimensión a los mapas de galaxias.
Mientras que los esfuerzos anteriores, como el Sloan Digital Sky Survey, eran lentos y tediosos (los científicos perforaban orificios manualmente y reposicionaban los sensores), DESI es rápido y automatizado, hasta el punto de aburrir a sus operadores en cualquier turno . Pero esos cambios son prodigiosos, cada uno agrega unas 100.000 galaxias al mapa.
La escala es enorme. Las galaxias individuales, cada una con cientos de miles de millones de estrellas, se reducen a puntos de luz que fluyen en enormes filamentos, cúmulos y vacíos. “[Estas son] las estructuras más grandes del universo. Pero dentro de ellos, encuentras una huella del universo muy primitivo y la historia de su expansión desde entonces”, dijo Guy en un comunicado .
Al comparar las condiciones iniciales del universo justo después del Big Bang con su expansión desde entonces, el equipo espera obtener una mejor comprensión de cómo ha cambiado la energía oscura con el tiempo.
Un misterio profundo
En la década de 1990, los estudios dirigidos por Saul Perlmutter del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y Brian Schmidt de la Universidad Nacional de Australia intentaron medir la expansión del universo . Se suponía que la materia del universo, incluidas las estrellas, los planetas, el polvo, el gas y la materia oscura, actuaría como un freno a su expansión. Como una pelota lanzada al aire, la atracción de la gravedad reduciría la velocidad del universo.
Si puede medir la tasa de expansión del universo, puede predecir su trayectoria futura. ¿Se detendrá bajo la fuerza de su propia materia e invertirá su curso, implosionando en un gran crujido? ¿Se expandirá para siempre, eventualmente desgarrándose? ¿O se acercará al equilibrio, donde la tasa de expansión se acerca a cero?
Los equipos recolectaron la luz de las supernovas con luminosidad conocida (en astrofísica se las llama velas estándar) para medir la tasa de expansión. Sus resultados fueron sorprendentes, por decirlo suavemente. En lugar de ralentizarse, descubrieron que la expansión se aceleraba con el tiempo. Una fuerza gigantesca estaba contrarrestando la gravedad, y los científicos no tenían la menor idea de qué era.
El cosmólogo Michael Turner denominó a esta fuerza “energía oscura” y la ha llamado “el misterio más profundo de toda la ciencia”. Ahora, ha comenzado la carrera para comprender mejor la energía oscura mediante la recopilación de una historia más precisa de la evolución del universo.
Cómo termina el universo
Si la expansión continúa, el universo nunca terminará realmente. Durante eones inimaginables, cada orden de magnitud mayor que la edad actual del universo, la expansión separará las galaxias, apagará las estrellas y desgarrará la materia en sus constituyentes elementales. El estado final del universo sería una edad oscura fría y eterna.
Pero los científicos no entienden completamente la energía oscura ni saben con certeza el destino del universo. Es por eso que las observaciones de proyectos como DESI son cruciales. Al mapear la gran estructura del universo a lo largo del tiempo, los científicos esperan trazar cómo ha cambiado la tasa de expansión, y quizás la energía oscura que la impulsa, y cómo podría cambiar en el futuro.
DESI no es el único proyecto de mapeo que existe. Otros proyectos, como los que llevará a cabo la nave espacial Euclid de la Agencia Espacial Europea y el Telescopio Romano Nancy Grace de la NASA, complementarán los hallazgos de DESI al mirar más profundamente en el universo y catalogar galaxias incluso más antiguas de cuando tenía solo unos pocos miles de millones de años. Los científicos están emocionados de extraer este tesoro de datos para refinar aún más la historia del origen del universo.
“En cinco años, esperamos encontrar una desviación de este modelo de cosmología que nos dé una pista de lo que realmente sucede”, dijo Guy a New Scientist . “Porque hoy estamos un poco atascados en un modelo simple que describe perfectamente bien los datos [que tenemos], pero no nos brinda ninguna información nueva”.
Crédito de la imagen: D. Schlegel/Berkeley Lab (usando datos de DESI)
