Encontrada una regla de 500 millones de años luz para el universo

GalaxiasUnas simulaciones por ordenador respaldan la idea de que los astrónomos pueden haber encontrado una regla capaz de medir distancias cósmicas de hasta 500 millones de años luz.

Las oscilaciones bariónicas acústicas son ondas de sonido que se extendieron por todo el universo inicial. Se generaron por la súbita acumulación de masa en el proceso que llevó a la formación de las primeras galaxias.

Por suerte, tenemos un registro del universo como era en esta época en la forma del fondo de microondas cósmico. Un concepto equivocado común sobre el fondo de microondas es que es un eco del Big Bang, pero esta primera luz apareció en el universo 400 000 años después del gran evento. Antes de eso, el cosmos estaba lleno de un plasma que evitaba que la luz viajase a una distancia razonable. Tan pronto como el universo se enfrió lo bastante, la luz empezó a filtrarse en el cosmos. El fondo de microondas cósmico es esta luz, y nos da una instantánea del universo como era en ese instante.

Lo que esto demuestra es que la materia en el universo estaba distribuida igualmente por todos lados. Hay algunas decenas de órdenes de magnitud de diferencia entre las variaciones de densidad entonces, y las variaciones que vemos ahora. Claramente, algo ha cambiado.

La idea es que la materia se veía atraída gravitatoriamente a cualquier pequeña variación de densidad y que éstas crecieron rápidamente. Estas variaciones de densidad originales estaban provocadas por variaciones cuánticas del universo inmediatamente después de formarse y, también, por las ondas de sonido que viajaban por todo el universo mientras que se enfriaba.

Podemos ver variaciones en el fondo de microondas cósmico que deberían haber sido provocadas por las variaciones cuánticas. Pero las variaciones debidas a las ondas de sonido son mucho menores y más difíciles de señalar.

No obstante, sabemos que las galaxias deberían haberse formado en las regiones de más presión de estas ondas de sonido. Por lo que la distribución de las galaxias a nuestro alrededor debería reflejar eso.

Sabemos relativamente poco sobre la distribución detallada de las galaxias en nuestra parte del universo (o en cualquier parte del mismo, ya puestos). No obstante, los astrónomos están recopilando estos datos actualmente en un proyecto conocido como Sloan Digital Sky Survey (SDSS) que está midiendo el desplazamiento al rojo de las galaxias cercanas.

Aquí es donde la física se vuelve un tanto turbia. Distintos grupos que han analizado estos datos dicen que pueden ver en estos mapas de galaxias, el patrón característico que deberían haber producido las ondas de sonido. Ésta es una apuesta complicada – no es un patrón simple, de ningún modo. Imagina el patrón de ondas de sonido como un puñado de piedras arrojadas a la superficie de un estanque, y esto es una simple visión en 2D de un problema del tamaño del universo.

Por lo que no es una sorpresa encontrar que otros que están mirando los mismos datos digan que no han encontrado nada.

Hoy, logramos una nueva visión sobre este problema gracias al trabajo de Anna Cabre de la Universidad de Pennsylvania y Enrique Gaztanaga del Instituto de Ciencias Espaciales en Barcelona, España.

Estos chicos se han olvidado por completo del universo y en su lugar usaron una simulación por ordenador ejecutada por el supercomputador Mare Nostrum de Barcelona (No entre los más potentes del mundo, pero seguramente el más bonito).

Esta simulación demuestra cómo se comportan 8500 millones de partículas bajo la fuerza de la gravedad en unas condiciones de inicio similares a las del inicio del universo. El resultado es una simulación de la evolución de una buena fracción del universo que termina con un aspecto notablemente similar al que habitamos ahora. Y no satisfechos con hacerlo una vez, la simulación se ha ejecutado un par de cientos de veces, de forma que pudiesen analizarse propiedades estadísticas.

Cabre y Gaztanaga usan este modelo para responder una interesante pregunta. Primero se imaginan a sí mismos dentro del modelo y luego se preguntan si el tipo de medidas que podemos hacer en la Tierra, revelaría realmente las oscilaciones acústicas bariónicas. ¿Es posible observar oscilaciones acústicas bariónicas en este modelo?

La respuesta es un sí cualificado. Esto es un refuerzo pero, por supuesto, no es una prueba de que las medidas que se han realizado hasta el momento demuestra la existencia de estas oscilaciones. Se necesita más trabajo para llegar a eso.

Pero, ¿por qué tanto alboroto por unas pocas ondas de sonido? La razón por la que los astrónomos están entusiasmados con las oscilaciones bariónicas acústicas es que pueden calcular exactamente cómo de grandes debían ser – unos 500 millones de años luz en el universo actual.

Por tanto, estas oscilaciones son una especie de regla con la que medir las propiedades del universo a esta escala, incluyendo cosas como la expansión acelerada del cosmos. No hay otra forma de hacer eso, por lo que hay mucho en juego para quien lo encuentre primero.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1011.2729: Have Baryonic Acoustic Oscillations In The Galaxy Distribution Really Been Measured?

Fecha Original: 15 de noviembre de 2010
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Comments (6)

  1. Fantástico. Sólo una cosa a comentar: El SSDS es un proyecto en el que se analizan los datos obtenidos con un telescopio robótico en Nuevo Mexico, USA, que se ha dedicado a fotografiar el cielo durante estos últimos años. No sólo se dedica a medir el desplazamiento al rojo de galaxias cercanas, como pareces indicar.

    Muy buen blog, ¡ánimo!

  2. Ditko

    “o en cualquier parte del mismo, para este tema”

    Hombre, “for that matter” no se traduce así, pero bueno…

  3. [...] Encontrada una regla de 500 millones de años luz para el universo http://www.cienciakanija.com/2010/11/24/encontrada-una-regla-de-…  por el_alexis hace 3 segundos [...]

  4. Muy loable este hayazgo, ya tenemos una reglita con la que mediremos el cosmos.

  5. no me queda claro eso de las (oscilaciones acusticas barionicas) Apoco es posible que las ondas de sonido se propaguen entre los cúmulos de materia del universo?

  6. paco

    Es Anna Cabré y Enrique Gaztañaga.

    No serán ondas de sonido normales, en el vacío no se propaga el sonido

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