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Un nuevo atlas del universo

Un mapa de millones de galaxias ha permitido reconstruir 11.000 millones de años de historia cósmica.

MARK ROSS STUDIOS

En síntesis

El Sondeo Espectroscópico Extendido de Oscilaciones Bariónicas (eBOSS) ha publicado un detallado mapa de millones de galaxias. Algunas se encuentran tan lejos que se ven tal y como eran en los albores del cosmos.

El atlas incluye las posiciones y velocidades de millones de galaxias a lo largo casi todas las épocas cósmicas. Gracias a ello, los investigadores han podido reconstruir con detalle la historia de expansión del universo.

El nuevo mapa ha aportado pistas clave para estudiar la energía oscura y la validez del modelo cosmológico estándar, así como para analizar varias discrepancias entre algunas observaciones recientes y las predicciones de dicho modelo.

Como escribió Douglas Adams en su Guía del autoestopista galáctico, «El espacio es grande. Muy grande. Usted simplemente se negará a creer lo enorme, lo inmensa, lo pasmosamente grande que es». Muchos astrónomos hemos dedicado nuestra carrera a crear mapas del universo a las mayores escalas posibles, con el objetivo de descubrir cuán grande es en realidad el cosmos y cómo funciona.

Tales mapas resultan clave para estudiar la física que gobierna la historia del universo. En julio de 2020, tras veinte años de observaciones, el Sondeo Digital del Cielo Sloan publicó un mapa que incluye millones de galaxias. Este comprende nuestro entorno inmediato, los confines más remotos del universo conocido y todo lo que hay en el medio.

Dicho mapa tridimensional indica las posiciones de cuatro millones de galaxias repartidas a lo largo de miles de millones de años luz, algunas de las cuales se remontan a las épocas más tempranas del cosmos.

El mapa muestra que las galaxias no están distribuidas al azar. Antes bien, se agrupan en estructuras: largos filamentos y láminas bidimensionales de galaxias en algunas regiones, y oscuros vacíos con pocas galaxias en otras. Creemos que el germen de esas estructuras comenzó a formarse antes que las propias galaxias, cuando aún no habían pasado mil millones de años desde la gran explosión. Y al cartografiar la mayor parte de la historia cósmica, podemos registrar el crecimiento de dichas estructuras y deducir las leyes fundamentales que guiaron su evolución. Este nuevo atlas aporta información esencial para entender algunos de los mayores misterios de la física; entre ellos, la geometría del universo y la naturaleza de la energía oscura, el agente responsable de la expansión acelerada del espacio.

Núcleos y cáscaras esféricas

El Sondeo Digital del Cielo Sloan emplea el telescopio de la Fundación Sloan, situado en el Observatorio de Apache Point, en Nuevo México. Una parte del proyecto fue el Sondeo Espectroscópico Extendido de Oscilaciones Bariónicas (eBOSS) y su predecesor, BOSS. Estos estudios basaron sus mediciones en las llamadas «oscilaciones acústicas bariónicas», una impronta muy particular que se observa en la distribución espacial de las galaxias.

Para entender esa huella, debemos considerar la evolución del universo durante sus primeros 400.000 años. Se cree que, una fracción de segundo después de la gran explosión, el cosmos experimentó un período de rápida expansión conocido como inflación. Durante esta fase, el espacio creció tan deprisa que las escalas subatómicas alcanzaron el tamaño de una pelota de golf en tan solo 10–32 segundos. Las minúsculas fluctuaciones cuánticas en la distribución de energía del universo adquirieron así un tamaño macroscópico. Las regiones con mayor densidad de energía fueron atrayendo más y más materia, mientras que otras fueron quedando vacías. Durante los 13.700 millones de años siguientes, las regiones más densas dieron lugar a los filamentos, las láminas y los cúmulos de galaxias que vemos en la actualidad. Los astrónomos se refieren a este proceso como «crecimiento de estructuras».

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