Un mapa en 3D para explorar la historia del Universo

Utilizando la luz emitida por cuásares, un tipo de galaxias muy distantes y brillantes, los científicos elaboraron un mapa en 3D de nubes de hidrógeno en el espacio.

La distribución de esas nubes es a su vez un indicio de la influencia a través del tiempo de la energía oscura, como se denomina a la extraña fuerza que impulsa la aceleración en la expansión del Universo.

El estudio fue realizado por investigadores de la iniciativa internacional Sloan Digital Sky Survey III, Exploración Digital del Espacio Sloan o SDSS-III. Uno de los proyectos de la iniciativa, llamado BOSS, Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, fue el responsable del mapa.
 
Aceleración

Los científicos utilizaron observaciones registradas por el telescopio Sloan Foundation Telescope, situado en el estado de Nuevo México, en Estados Unidos.
Los nuevos datos confirman ideas anteriores de que la energía oscura no tuvo un rol dominante en la edad temprana del Universo.

En esa etapa, el poder de la gravedad causó una desaceleración de la expansión cósmica y sólo posteriormente comenzó a actuar la energía oscura.

"Sabemos muy poco sobre la energía oscura, pero una de nuestras ideas es que constituye una propiedad del espacio mismo. Por lo tanto, cuanto más espacio exista, habrá más energía", explicó el Dr. Mathew Pieri, profesor de la Universidad de Portsmouth en Inglaterra e integrante de BOSS.

"La energía oscura sería entonces algo que aumenta a lo largo del tiempo. A medida que el Universo se expande hay más espacio y por tanto más energía y en cierto punto esa energía oscura pasa a ser dominante respecto a la gravedad, poniendo fin a la desaceleración e impulsando una aceleración".

Misterio
 
El descubrimiento de que todo en el Cosmos se está separando a un ritmo cada vez mayor fue uno de los grandes hallazgos del siglo XX. Pero los científicos continúan buscando explicar este fenómeno extraordinario.

Una de las técnicas utilizadas para intentar descifrar el misterio de la energía oscura es la de las llamadas oscilaciones acústicas de bariones.

Estas oscilaciones son ondas de presión o fluctuaciones en la densidad de la materia bariónica, causada por ondas acústicas durante los inicios del Universo. Los bariones son una familia de partículas subatómicas.

Las oscilaciones se perciben en la distribución de las galaxias, una observación que puede usarse para medir la geometría del cosmos.

Los investigadores del proyecto BOSS ya habían analizado esas oscilaciones para estudiar la distribución de galaxias a una distancia de seis mil millones de años luz. Pero a distancias mayores y por tanto más remotas en la historia del Universo las galaxias no son captadas claramente por el telescopio Sloan.

Es por ello que, para viajar aún más profundamente al pasado, los científicos usaron cuásares para hacer un mapa del cosmos.

Los cuásares son galaxias con un agujero negro masivo central que emiten grandes cantidades de radiación electromagnética, que el telescopio Sloan puede captar.
A medida que la luz de los cuásares viaja por el espacio hacia la Tierra pasa a través de nubes de hidrógeno. Y parte de la luz es absorbida según patrones que revelan variaciones en la densidad del gas.

Observando cerca de 50.000 cuásares cercanos, el equipo BOSS logró elaborar un mapa detallado en 3D de la distribución de nubes de hidrógeno hasta una distancia de 11 mil millones de años luz, apenas dos mil millones de años después del Big Bang.

"Montaña rusa"

El mapa permite a los científicos verificar el ritmo de expansión en diferentes épocas cosmológicas, con el fin de determinar si la gravedad y la energía oscura actúan como predicen las teorías.

"Estamos confirmando básicamente algo análogo a una especie de montaña rusa", dijo el Dr. Pieri.

"Luego del Big Bang la expansión del Universo estaba desacelerándose, pero hace unos 7.000 millones de años pusimos el pie en el pedal de aceleración".

El proyecto BOSS ha cumplido hasta ahora solo un tercio de los trabajos planeados. La meta en los próximos años es elaborar un mapa detallando la ubicación de un millón y medio de galaxias y más de 160.000 cuásares.