La expansión del Universo podría no ser tan uniforme como se pensaba

Los astrónomos han asumido por décadas que el Universo se está expandiendo con la misma velocidad en todas direcciones, pero un nuevo estudio basado en información de varios telescopios como XMM-Newton de la Agencia Espacial Europa, del telescopio Chandra y el telescopio alemán ROSAT, sugieren que esta premisa clave en la cosmología podría ser errónea. 

Konstantinos Migkas, un astrónomo y astrofísico de la Universidad de Bonn, y su supervisor, Thomas Reiprich, originalmente se propuso verificar un nuevo método que permitiría a los astrónomos probar la llamada hipótesis de la isotropía. De acuerdo con esta suposición, el Universo tiene, a pesar de diferencias locales, las mismas proporciones en cada dirección a gran escala. 

Mayormente aceptado como consecuencia de las bien establecidas leyes de la física, la hipótesis ha sido apoyada por observaciones de la Radiación Cósmica de Fondo de Microondas (CMB): un remanente directo del Big Bang; la CMB refleja el estado del Universo como era en su infancia, cuando solo tenía 380,000 años. La distribución uniforme del CMB en el cielo sugiere que en aquellos tempranos días, ell Universo se debió de haber estado expandiendo rápidamente y a la misma velocidad en todas direcciones. 

En el Universo actual, esto ya no puede ser cierto. 

“Junto con colegas de la Universidad de Bonn y de la Universidad de Harvard, nos fijamos en el comportamiento de 800 cúmulos de galaxias en el universo presente”, afirma Konstantinos. “Si la hipótesis isotrópica fuera correcta, las propiedades de los cúmulos serían uniformes a través del cielo. Pero de hecho vemos diferencias significativas”. 

Los astrónomos utilizaron medidas en rayos X de la temperatura del extremadamente caliente gas que impregna a los cúmulos y compararon la información con qué tan brillosos aparecían los cúmulos de galaxias en el cielo. Los cúmulos con la misma temperatura y localizados a una distancia similar debían de aparecer brillantes de manera similar. Pero esto no fue lo que los investigadores observaron. 

“Vimos que los cúmulos con las mismas propiedades, con temperaturas similares, aparecieron menos brillantes de lo que esperaríamos en una dirección del cielo”, afirma Thomas. “La diferencia fue bastante significativa, de alrededor del 30%. Estas diferencias no son azarosas pero tienen un patrón muy claro dependiendo de la dirección en la que observamos el cielo”.

Antes de poner en cuestión el modelo más ampliamente aceptado de la cosmología, que proporciona la base para estimar las distancias de los conglomerados, Konstantinos y sus colegas barajaron primero otras posibilidades para dar una explicación. Quizá, podría haber nubes de gas y polvo obscureciendo la vista y haciendo los cúmulos en cierta área aparecer menos luminosos. La información, sin embargo, no apoyó este escenario.

En algunas regiones del espacio la distribución de los conglomerados podría verse afectada por flujos masivos, movimientos de materia a gran escala causados por la atracción  gravitacional de estructuras extremadamente masivas, como conglomerados o cúmulos más grandes. Está hipótesis, sin embargo, parece ser improbable. Konstantinos agrega que los hallazgos tomaron al equipo por sorpresa.

“Si el universo es realmente anisotrópico (que tiene diferentes características), aún si lo ha sido en los últimos millones de años, eso significaría un gran cambio de paradigma porque la dirección de cada objeto tendría que tomarse en cuenta cuando se analizan sus propiedades”, afirma. “Por ejemplo, ahora, nosotros estimamos la distancia de cada objeto distante en el Universo aplicando un conjunto de parámetros cosmológicos y ecuaciones. Creemos que estos parámetros son los mismos en todos lados. Pero si nuestras conclusiones son correctas, ese no sería el caso y tendríamos que revisar todas nuestras conclusiones anteriores.”

“Este un resultado inmensamente fascinante”, comenta Norbert Schartel, de la Agencia Espacial Europa. “Estudios previos han sugerido que el Universo actual podría no expandirse uniformemente en todas direcciones, pero este resultado -la primera vez que se hace una prueba de este tipo con cúmulos galácticos en rayos X- tiene mucho más significado y también revela un gran potencial para futuras investigaciones”. 

Los científicos especulan que este efecto posiblemente desigual en la expansión cósmica podría ser causado por la energía oscura: el misterioso componente del universo que representa la mayoría: alrededor del 69%, de toda la energía. Se sabe muy poco hoy en día de la energía oscura, excepto que parece ser que ha estado acelerando la expansión del Cosmos en los últimos mil millones de años. 

El próximo telescopio de la Agencia Espacial Europea, de nombre Euclídes, diseñado para observar millones y millones de galaxias y para hacer un escrutinio de la expansión del Universo, su aceleración y la naturaleza de la energía oscura, podría ayudar a resolver este misterio en el futuro. 

“Los hallazgos son realmente interesantes pero, el ejemplo incluido en el estudio, sigue siendo relativamente pequeño para esbozar tales conclusiones profundas”, dice René Laureijs, del proyecto Euclides de la ESA. “Esto es lo mejor que uno podría hacer con la información disponible, pero si volviéramos a pensar realmente el modelo cosmológico que actualmente es ampliamente aceptado, necesitaríamos más datos. 

Y el telescopio Euclides hará justamente eso: la nave, que será lanzada en 2022, podría no solo encontrar evidencia de que la energía oscura está realmente estirando el Universo de manera desigual en todas las direcciones, sino que también permitiría a los científicos recabar más información sobre las propiedades de una gran cantidad cúmulos galácticos, lo que apoyaría o desaprobaría los hallazgos actuales. 

Los resultados han sido publicados en prestigiosa revista Astronomía y Astrofísica

Fuente: www.phys.org

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