¿Cómo se pesa el universo?

El peso del universo (técnicamente la masa del universo) es algo difícil de medir. Para hacerlo, necesitaríamos contar no solo estrellas y galaxias, sino también materia oscura, nubes difusas de polvo e incluso briznas de hidrógeno neutro en el espacio intergaláctico. Los astrónomos han tratado de sopesar el universo durante más de un siglo, y todavía están encontrando formas de ser más precisos.

Conocer la masa del cosmos es fundamental para comprender su historia y evolución. Mientras que la energía oscura impulsa la expansión del universo, la materia trata de evitar que el universo se expanda. Juntos forman una densidad promedio de materia y energía en el universo, conocida como el parámetro de densidad cósmica. Este parámetro es fundamental para el modelo estándar de cosmología, también conocido como el modelo LCDM

Una forma de medir este parámetro es mirar el Fondo de microondas cósmico (CMB). Este resplandor remanente del Big Bang tiene pequeñas variaciones de temperatura. La escala de estas fluctuaciones nos dice la tasa de expansión cósmica, que a su vez nos permite conocer la densidad de la materia cósmica.

Otra forma de sopesar el universo es observar cómo las galaxias desvían la luz de las galaxias distantes. Es un efecto conocido como lente gravitacional. El desafío con este método es determinar qué luz tiene lentes y cuál no. Para hacer eso, tendríamos que comparar la forma distorsionada de la galaxia que vemos con la forma real de la galaxia, que desconocemos.

No es posible hacer una comparación para una sola galaxia, pero podemos compararlas estadísticamente. Como conocemos la forma de una galaxia promedio, podemos comparar esto con las formas con lentes que vemos para obtener una medida estadística de la cantidad de lentes que se producen. Este era el objetivo de un proyecto llamado «Investigación de Kilo-Grado – KiDS».

Si bien el efecto de lente le da una medida estadística de la cantidad de masa entre nosotros y una galaxia distante, no nos da la densidad cósmica. Para eso, necesitamos saber qué tan lejos está la galaxia. Cuanto mayor sea la distancia, más masa esperaríamos entre él y nosotros. Entonces, hay también determinó las distancias galácticas midiendo sus desplazamientos al rojo en varias longitudes de onda.

El resultado es un parámetro de densidad cósmica que difiere ligeramente del encontrado en el CMB. Esta no es la primera vez que vemos un extraño desacuerdo en cosmología. En la investigación del KiDS su trabajo, los autores especulan que esto podría indicar que el modelo cosmológico estándar está equivocado. En el modelo estándar, se supone que la cantidad de energía oscura en el universo es constante. Pero estos últimos datos se ajustan a un modelo alternativo donde la energía oscura cambia con el tiempo.

Es una idea interesante, pero es un gran salto. Si bien este último resultado no está de acuerdo con los datos de CMB, otros estudios similares no lo hacen. Es muy posible que haya un sesgo sistemático en este estudio. Así que no tires tus viejos libros de texto de cosmología todavía. Al final, es el peso de la evidencia lo que determinará si los autores de este nuevo estudio tienen razón.

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