Hoy nos adentramos en una de las facetas más misteriosas del universo. En 1998 y 1999, dos equipos independientes de científicos descubrieron la aceleración del universo midiendo las distancias a las supernovas y las velocidades a las que se alejan de la Tierra. Aquí fue donde entró en juego el término “energía oscura” (acuñado en 1998), para proporcionar la gran cantidad de energía necesaria para esta aceleración constante que fue incluida en el Modelo Estándar de cosmología.
Comprender cómo ha evolucionado nuestro universo está ligado a cómo termina y a uno de los mayores misterios de la física como ingrediente desconocido que hace que nuestro universo se expanda cada vez más rápido.
Ahora, las observaciones preliminares realizadas por el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI, por sus siglas en inglés: Dark Energy Spectroscopic Instrument) ubicado en lo alto del telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak de Arizona, sugieren que la aceleración de la expansión del universo no ha sido constante; en otras palabras, que la energía oscura ha cambiado a lo largo de la historia del universo y podría estar debilitándose.
El mapa 3D más grande de nuestro universo hasta la fechaClaire Lamman/Colaboración DESI/cmastro
El mapa 3D más grande del universo
Esta conclusión proviene de la medida más precisa de la expansión del universo gracias la cartografía de galaxias y cuásares con el instrumento DESI que ha permitido construir el mapa en 3D más grande del cosmos y medir su velocidad de expansión con una precisión mejor que el 1 % .
La tensión de Hubble –quizás el mayor problema de la cosmología en estos momentos– surge de una discrepancia entre los resultados obtenidos utilizando herramientas conocidas como velas estándar (como las estrellas variables cefeidas) y reglas estándar para medir la constante de Hubble (la expansión acelerada del cosmos).
Los datos
La nueva medida de la expansión acelerada del universo ha reducido su velocidad a una velocidad de 67,97 kilómetros por segundo por megapársec, insinuando que esta misteriosa energía ha ido cambiando a lo largo de miles de millones de años.
Esta es la primera vez que los científicos miden la historia de expansión del universo joven con una precisión superior al 1%, lo que nos ofrece nuestra mejor visión hasta ahora de cómo evolucionó el universo en este mapa en 3D con más de 6 millones de galaxias. El mapa contiene tres veces más galaxias que esfuerzos anteriores, y muchas de ellas han visto medidas sus distancias por primera vez. Este mapa permite a los científicos estimar la tasa de expansión del universo, gracias a una práctica referencia de tamaño presente en el universo.
«Estamos increíblemente orgullosos de los datos, que han producido resultados cosmológicos líderes en el mundo y son los primeros en surgir de la nueva generación de experimentos de energía oscura», explicó Michael Levi, director de DESI y científico del Lawrence del Departamento de Energía. Laboratorio Nacional de Berkeley (Berkeley Lab), y director del proyecto. «Hasta ahora, estamos viendo un acuerdo básico con nuestro mejor modelo del universo, pero también estamos viendo algunas diferencias potencialmente interesantes que podrían indicar que la energía oscura está evolucionando con el tiempo. Estas pueden desaparecer o no con más datos, por lo que estamos entusiasmados de comenzar a analizar nuestro conjunto de datos de tres años pronto».
Representación artística de la luz de los quásares atravesando nubes intergalácticas de gas hidrógenoNOIRLab/NSF/AURA/P. Colaboración entre Marenfeld y DESI
Seguimos con expansión acelerada
Los resultados de esta investigación, que están disponibles en el servidor de preimpresión ArXiv, confirman que la expansión del universo se está acelerando. Sin embargo, también plantean la posibilidad de que la energía oscura no sea constante como se pensaba anteriormente. Pero claro, las interpretaciones que surgen continuamente sobre la evolución de la energía oscura podrían cambiar con la llegada de más datos en los próximos años. Aunque si se confirma en el futuro, supondrá una revolución en la cosmología y una nueva ventana en nuestra comprensión del universo. Sería un cambio radical en la forma en que los científicos entienden la historia del universo.
¿Cómo funciona el telescopio Mayall en el que está DESI?
El equipo DESI equipó el espejo de cuatro metros del telescopio con 5.000 fibras robóticas que giran automáticamente hacia sus objetivos celestes. La automatización del sistema posibilita una recopilación de datos ultrarrápida en comparación con el anterior estudio de galaxias, el Sloan Digital Sky Survey (SDSS), que precisa de fibras que deben conectarse a mano en placas de metal.
Desde mayo de 2021 hasta junio de 2022, las fibras robóticas captaron fotones que llegaban a la Tierra desde diferentes épocas de la historia cósmica y los científicos los han transformado en datos que se han materializado con este espectacular mapa cósmico.
Estas galaxias podrían compararse a las ‘farolas del universo’Midjourney/Sarah Romero
«Ningún experimento espectroscópico ha tenido tanta información antes, y seguimos recopilando datos de más de un millón de galaxias cada mes«, dijo Nathalie Palanque-Delabrouille, científica del Laboratorio Berkeley y coportavoz del experimento.
«Hemos medido la historia de la expansión en este enorme rango de tiempo cósmico con una precisión que supera todos los estudios BAO anteriores combinados», comentó Hee-Jong Seo, profesor de la Universidad de Ohio y coautor del estudio. «Estamos muy emocionados de saber cómo estas nuevas mediciones mejorarán y alterarán nuestra comprensión del cosmos. Los humanos tenemos una fascinación eterna con nuestro universo y queremos saber de qué está hecho y qué le sucederá».
¿Será cierta esta sugerencia?Midjourney/Sarah Romero
Referencias:
The DESI Year 1 papers are available on the DESI website: https://data.desi.lbl.gov/doc/papers/
