La energía oscura encuentra un suelo más firme

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Abell 1689La afirmación de que la misteriosa energía oscura está acelerando la expansión del universo, se ha colocado en un terreno más firme, con la exitosa aplicación de un extraño test geométrico propuesto hace más de 30 años.

La expansión acelerada se detectó por primera vez en 1998. Los astrónomos que estudiaban las supernovas de Tipo Ia, explosiones estelares conocidas como “candelas estándar” debido a que tienen una luminosidad predecible, hicieron el increíble descubrimiento de que las más lejanas de estas supernovas parecían más tenues de lo que se esperaría si el universo se estuviese expandiendo a un ritmo constante1. Esto sugería que alguna fuerza desconocida – posteriormente conocida como energía oscura – debía estar funcionando en contra de la gravedad para separar el universo.

Desde esa época, los estudios que comparan variaciones en la radiación del fondo de microondas cósmico – un eco del Big Bang — con la distribución de galaxias actual, ha permitido a los cosmólogos rastrear cómo se ha expandido el universo, apoyando la idea de la energía oscura. También han sugerido que el universo es ‘plano’ – es decir, contiene la suficiente materia para mantenerse delicadamente entre el colapso sobre sí mismo y la expansión eterna2.

Estas dos suposiciones se han convertido en parte fundamental de la comprensión cosmológica del universo. Ahora, Christian Marinoni y Adeline Buzzi del Centro de Física Teórica de la Universidad de Provence en Marsella, Francia, han comprobado de forma independiente estas ideas analizando la geometría de pares de galaxias en órbita. Su estudio se publica esta semana en Nature3.

Los investigadores usaron una versión del test Alcock–Paczynski, que depende de la identificación de objetos simétricos en el espacio y su uso como “esferas estándar”. Cualquier distorsión en el espacio provocado por la expansión del cosmos provocaría que las esferas estándar más lejanas parezcan asimétricas. “Esto proporciona un nivel de precisión similar al de las supernovas”, dice Marinoni. “Es una prueba directa de la energía oscura”.

La lección de los objetos

Por ejemplo, si el universo se expande debido a la energía oscura, los objetos lejanos aparecerán alargados en la dirección de la línea de visión desde la Tierra, dado que la Tierra y los objetos están siendo lanzados en distintos sentidos de la misma dirección.

Varios grupos han tratado de aplicar este test, por ejemplo considerando un cúmulo de galaxias como esferas estándar, pero en su mayor parte fallaron debido a que no podían medir la distancia a los objetos con suficiente precisión.

Para solventar esto, Marinoni y Buzzi estudiaron la distribución en las orientaciones de pares de galaxias que se orbitan entre sí. En un universo sin energía oscura, tal distribución se espera que sea esféricamente simétrica – en otras palabras, el número de pares de galaxias orientados en una dirección particular debería ser el mismo.

Los investigadores encontraron que cuanto más alejados estaban los pares de galaxias, más asimétrica era la distribución, con más pares de galaxias quedando orientadas a lo largo de la línea de visión desde la Tierra. El patrón encajaba con lo que se esperaría de un universo plano en expansión debido a la energía oscura.

La fiabilidad de la prueba depende de la suposición de que la distribución en las orientaciones de los pares de galaxias no cambia en su distancia a la Tierra – una idea que, en mayor parte, está sin probar. Pero los investigadores están emocionados por el resultado.

“Es una idea muy inteligente, es inesperado, y va a llevar un tiempo determinar si se acepta o no”, dice Charles Alcock, director del Centro Harvard-Smithsoniano apra Astrofísica en Cambridge, Massachusetts, y co-proponente, en 1979, de la prueba que usaron Marinoni y Buzzi4.

“Es una herramienta genial. Es otra indicación de que todo es consistente”, dice Anthony Tyson, que estudia cosmología en la Universidad de California en Davis. Tyson añade que es escéptico sobre algunas de las suposiciones que subyacen a las teorías de la energía oscura, por lo que ve estos esfuerzos independientes para confirmar su presencia como algo extremadamente valioso”, comenta.

Hay planificados futuros estudios de objetos distantes, por ejemplo, usando el telescopios espacial Euclides, en desarrollo, de la Agencia Espacial Europea, y el Telescopio de Estudio Infrarrojo de Gran Angular, una misión propuesta que era la máxima recomendación de los Estudios de la Década de Astromoía y Astrofísica de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos. Marinoni dice que espera que encuentren más pares remotos de galaxias que puedan analizarse para resolver la naturaleza de la energía oscura, tal vez incluso los suficientes para mejorar la precisión ofrecida por los estudios de supernovas de Tipo Ia.

Más información: Publicado en Nature: Ratificada la existencia de la energía oscura gracias al test de Alcock-Paczynski en Francis (th)E mule Science’s News.


Referencias:
1. Riess, A. G. Astron. J. 116, 1009 (1998).
2. Spergel, D. N. et al. Astrophys. J. Suppl. Ser. 170, 377-408 (2007).
3. Marinoni, C. & Buzzi, A. Nature 468, 539-541 (2010).
4. Alcock, C. & Paczynski, B. Nature 281, 358-359 (1979).

Autor: Eugenie Samuel Reich
Fecha Original: 24 de noviembre de 2010
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