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COSMOLOGÍA

La energía oscura en el universo temprano

Miden el ritmo de expansión del universo cuando este tenía 3.000 millones de años.

01/03/2013

Astronomy & Astrophysics

Imagen de los rayos de luz de los cuásares (izquierda) absorbidos por las nubes de gas intergaláctico. Cuando esta radiación llega a los instrumentos de Tierra (derecha), es posible leer el registro de este fenómeno en forma líneas de absorción en el espectro observado. Estas permiten reconstruir la distribución de los cuásares en el universo temprano. [LBNL/Virgo Consortium/Instituto de Astrofísica Max Planck]

El descubrimiento de la expansión del universo cercano representa una de las etapas más importantes no tan solo de la astronomía sino de la ciencia moderna. Edwin Hubble y George Lemaitre fueron los primeros en medir en 1929 el ritmo actual de dicha expansión. Y hasta finales del siglo pasado se pensaba que, debido a la presencia de materia oscura y materia común (barónica) en las galaxias, la atracción que todas ellas ejercía las unas sobre las otras frenaría, en algún momento, la actual dilatación del cosmos.

Aún así, los astrónomos desconocían si el cosmos dejaría de agrandarse y empezaría a colapsar o seguiría creciendo a velocidad constante. Sorprendentemente, en 1998 dos grupos de astrónomos descubrieron de forma independiente que la expansión cósmica no se estaba ralentizando ni era constante, sino que se estaba acelerando debido a un fenómeno inesperado: la energía oscura. Con este nombre, los astrónomos se refieren a un misterioso fenómeno que puede ser equiparado a una especie de fuerza de gravedad repulsiva que, en lugar de atraer, separa las galaxias y que ha aumentado la velocidad de la expansión cósmica durante los últimos 7000 millones de años.

Ahora, una colaboración internacional de científicos ha medido por primera vez el valor del ritmo de expansión en una época anterior, cuando el cosmos tenía 3000 millones de años de edad, es decir hace unos 11.000 millones de años. Según explican en un trabajo de próxima publicación en la revista Astronomy and Astrophysics, entonces la expansión del universo estaba desacelerándose debido a la atracción gravitatoria mutua de todas las galaxias en el universo, contrariamente a lo que observamos hoy en día. Los resultados obtenidos aportan nuevo conocimiento para entender cómo el universo ha evolucionado hasta hoy y cómo evolucionará en el futuro, es decir, si seguirá dominando el efecto de la energía oscura o bien si este desaparecerá.

La novedad del trabajo radica en la observación de cuásares, los astros más brillantes, más antiguos y más lejanos del universo. Analizando los espectros de unos 60.000 objetos de este tipo, los astrónomos pudieron reconstruir un mapa del cosmos en tres dimensiones y escudriñar las denominadas oscilaciones acústicas de bariones (BAO, por sus siglas en inglés). Estas fluctuaciones periódicas de la densidad de la materia barónica primordial son el resultado de la absorción de nubes de gas de hidrógeno presentes en el espacio intergaláctico del universo primitivo, y representan una huella de las pequeñas variaciones de densidad que existían al inicio del mismo. Gracias a su longitud conocida, es posible usar las oscilaciones acústicas de bariones para medir distancias y, por tanto, deducir el ritmo de expansión del universo en épocas tempranas de la evolución cósmica.

No obstante, por alguna razón que todavía desconocemos, la fuerza repulsiva de la energía oscura empezó a dominar y la materia se diluyó por la expansión del espacio, tal como sigue ocurriendo en la actualidad.

Más información en arxiv.org.

—IyC