Un equipo de astrónomos del Reino Unido y Australia anunció hoy que ha encontrado el eslabón perdido que relaciona directamente las galaxias modernas como nuestra Vía Láctea con el Big Bang que creó nuestro Universo hace 14 mil millones de años. Los hallazgos son el resultado de un esfuerzo de 10 años para mapear la distribución en el espacio de 220,000 galaxias por el 2dFGRS (Estudio de campo de desplazamiento de la galaxia roja de 2 grados), un consorcio de astrónomos, utilizando el telescopio anglo-australiano (AAT) de 3.8 m . Este eslabón perdido se reveló en la existencia de características sutiles en la distribución de galaxias en la encuesta. El análisis de estas características también ha permitido al equipo sopesar el universo con una precisión sin precedentes.
El 2dFGRS ha medido con gran detalle la distribución de galaxias, llamada estructura a gran escala del Universo. Estos patrones varían en tamaño de 100 millones a mil millones de años luz. Las propiedades de la estructura a gran escala están establecidas por procesos físicos que operaban cuando el universo era muy joven.
El Dr. Shaun Cole, de la Universidad de Durham, quien dirigió la investigación, explica: "En el momento del nacimiento, el universo contenía pequeñas irregularidades, que se cree que fueron el resultado de procesos" cuánticos "o subatómicos. Estas irregularidades se han amplificado por la gravedad desde entonces y finalmente dieron lugar a las galaxias que vemos hoy ".
Los teóricos en la década de 1960 sugirieron que las semillas primordiales de las galaxias deberían verse como ondas en la radiación del Fondo Cósmico de Microondas (CMB) emitida en el calor que quedaba del Big Bang, cuando el Universo tenía solo 350,000 años. Las ondas fueron vistas posteriormente en 1992 por el satélite COBE de la NASA, pero hasta ahora, no se pudo demostrar una conexión firme con la formación de galaxias. 2dFGRS ha descubierto que un patrón visto en estas ondas se ha propagado al Universo moderno y puede ser detectado en las galaxias de hoy.
Los patrones en el CMB contienen puntos prominentes de aproximadamente un grado de ancho, producidos por ondas de sonido que se propagan en el plasma inimaginablemente caliente del Big Bang. Estas características se conocen como "picos acústicos" o "meneo de bariones". Los teóricos habían especulado que las ondas de sonido también podrían haber dejado una huella en el componente dominante del universo: la exótica "materia oscura", que a su vez impulsa la formación de galaxias. Físicos y astrónomos comenzaron a tratar de identificar esta huella en los mapas de nuestro propio vecindario galáctico.
Después de años de arduo trabajo tomando mediciones de galaxias en el telescopio anglo-australiano y modelando sus propiedades con sofisticadas técnicas matemáticas y computacionales, el equipo de 2dFGRS ha identificado la huella de las ondas de sonido en el Big Bang. Aparece como características delicadas en el "espectro de potencia", la estadística utilizada por los astrónomos para cuantificar los patrones vistos en los mapas de la distribución de galaxias. Estas características son consistentes con las que se ven en el fondo de microondas, lo que significa que entendemos el historial de vida del gas del que se formaron las galaxias.
Las características de barión contienen información sobre el contenido del universo, en particular sobre la cantidad de materia ordinaria (conocida como barión), el tipo de materia que se ha condensado en estrellas y planetas y de la que estamos hechos.
El profesor Carlos Frenk, Director del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, dijo: “Estas características bariónicas son la huella genética de nuestro universo. Establecen un vínculo evolutivo directo con el Big Bang. Encontrarlos es un hito en nuestra comprensión de cómo se formó el cosmos ".
El profesor John Peacock, de la Universidad de Edimburgo, líder del equipo británico de colaboración 2dFGRS, dijo: "No creo que nadie hubiera esperado que las teorías cosmológicas simples funcionen tan bien. Somos muy afortunados de estar cerca para ver esta imagen del universo establecida ".
El 2dFGRS ha demostrado que los bariones son un pequeño componente de nuestro universo, que representan solo el 18% de la masa total, y el 82% restante aparece como materia oscura. Por primera vez, el equipo de 2dFGRS ha roto la barrera de precisión del 10 por ciento al medir la masa total del Universo.
Como si esta imagen no fuera lo suficientemente extraña, el 2dFGRS también mostró que toda la masa en el universo (tanto luminosa como oscura) es compensada 4: 1 por un componente aún más exótico llamado "energía de vacío" o "energía oscura". Esto tiene propiedades antigravedad, lo que hace que la expansión del universo se acelere. Esta conclusión surge cuando se combinan resultados de 2dFGRS con datos sobre la radiación de fondo de microondas, que queda desde el momento en que se crearon las características bariónicas. El origen y la identidad de la energía oscura sigue siendo uno de los misterios más profundos de la ciencia moderna.
Nuestro conocimiento del fondo de microondas mejoró enormemente en 2003 con datos del satélite WMAP de la NASA. El equipo de WMAP combinó su información con un análisis anterior de parte de 2dFGRS para concluir que efectivamente vivimos en un universo oscuro dominado por la energía. Esto fue apodado "el avance del año" en 2003 por la revista Science. Ahora, el descubrimiento del eslabón perdido cósmico por el equipo de 2dFGRS, casi exactamente un año después, corona los logros de una década de arduo trabajo.
En un giro interesante, se pueden obtener pistas sobre la identidad de la energía oscura al encontrar características bariónicas en la distribución de galaxias en evolución a mitad de camino entre ahora y el Big Bang. Los astrónomos del Reino Unido y sus colaboradores en todo el mundo ahora planean grandes estudios de galaxias de galaxias muy distantes con este objetivo en mente.
La confirmación independiente de la presencia de características bariónicas en la estructura a gran escala proviene del Sloan Digital Sky Survey, liderado por los Estados Unidos. Utilizan un método complementario que no involucra el espectro de potencia, y estudian un subconjunto raro de galaxias en un volumen mayor que el 2dFGRS. Sin embargo, las conclusiones son consistentes, lo cual es muy satisfactorio.
El profesor Michael Strauss de la Universidad de Princeton, portavoz de la colaboración SDSS, dijo: “Esta es una ciencia maravillosa. Los dos grupos han visto de manera independiente evidencia directa del crecimiento de la estructura por inestabilidad gravitacional a partir de las fluctuaciones iniciales observadas en el fondo cósmico de microondas ".
Fuente original: Comunicado de prensa de PPARC
