Durante milenios, los humanos han estado fascinados por los misterios del cosmos. Desde civilizaciones antiguas como los babilonios, griegos y egipcios hasta los astrónomos modernos, el encanto del cielo estrellado ha inspirado innumerables búsquedas para desentrañar los secretos del universo.
La investigación realizada por la colaboración del Telescopio de Cosmología de Atacama ha culminado en un nuevo e innovador mapa de materia oscura distribuida en una cuarta parte de todo el cielo, alcanzando las profundidades del cosmos. Los hallazgos brindan más apoyo a la teoría de la relatividad general de Einstein, que ha sido la base del modelo estándar de cosmología durante más de un siglo, y ofrecen nuevos métodos para desmitificar la materia oscura. Crédito de la imagen: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation
Aunque los modelos que explican el cosmos han existido durante siglos, el campo de la cosmología, en el que los científicos emplean métodos cuantitativos para obtener información sobre la evolución y la estructura del universo, es comparativamente incipiente. Su base se estableció a principios del siglo XX con el desarrollo de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, que ahora sirve como base para el modelo estándar de cosmología.
Ahora, un conjunto de documentos enviados a El diario astrofísico por investigadores de la Telescopio de Cosmología de Atacama (ACT) ha revelado una nueva e innovadora imagen que muestra el mapa más detallado de la materia distribuida en una cuarta parte del cielo, llegando a las profundidades del cosmos. Confirma la teoría de Einstein sobre cómo las estructuras masivas crecen y desvían la luz, con una prueba que abarca toda la edad del universo.
«Hemos hecho un nuevo mapa de masas usando distorsiones de luz que quedaron del Big Bang», dice Mateo Madhavacherilautor principal de uno de los artículos y profesor asistente en el Departamento de Física y Astronomía en la universidad de pensilvania. «Sorprendentemente, proporciona mediciones que muestran que tanto la ‘grumosidad’ del universo como la velocidad a la que crece después de 14 000 millones de años de evolución son justo lo que cabría esperar de nuestro modelo estándar de cosmología basado en la teoría de la gravedad de Einstein. .”
Los autores señalan que la calidad de los grumos se atribuye a la distribución desigual de la materia oscura en todo el universo y que su crecimiento se ha mantenido consistente con las predicciones anteriores. Y, a pesar de que constituye el 85 % del universo e influye en su evolución, la materia oscura ha sido difícil de detectar porque no interactúa con la luz ni con otras formas de radiación electromagnética. Hasta donde sabemos, la materia oscura solo interactúa con la gravedad.
Financiado por la Fundación Nacional de Ciencias, el ACT fue construido por la Universidad de Penn y Princeton e inició observaciones para rastrear la escurridiza materia oscura en 2007. Los más de 160 colaboradores que han construido y recopilado datos del ACT, que se encuentra en las alturas de Chile Andes, observe la luz que emana después del amanecer de la formación del universo, el Big Bang, cuando el universo tenía solo 380,000 años. Los cosmólogos a menudo se refieren a esta luz difusa que llena todo nuestro universo como la «imagen infantil del universo», pero formalmente se conoce como radiación cósmica de fondo de microondas (CMB).
El equipo rastrea cómo la atracción gravitatoria de estructuras grandes y pesadas, incluida la materia oscura, deforma el CMB en su viaje de 14 mil millones de años hacia nosotros, como una lupa desvía la luz cuando pasa a través de su lente.
“Cuando propusimos este experimento en 2003, no teníamos idea de la cantidad total de información que podía extraerse de nuestro telescopio”, dice marca devlinprofesor de astronomía Reese Flower en Penn y director adjunto de ACT. “Se lo debemos a la inteligencia de los teóricos, a las muchas personas que construyeron nuevos instrumentos para hacer que nuestro telescopio sea más sensible y a las nuevas técnicas de análisis que ideó nuestro equipo. con.»
investigadores de Penn Gary Bernstein y Bhuvnesh jainista han liderado la investigación del mapeo de la materia oscura mediante el uso de la luz visible emitida por galaxias relativamente cercanas en lugar de la luz del CMB. «Curiosamente, descubrimos que la materia es un poco menos grumosa de lo que predice la teoría más simple», dice Jain. «Sin embargo, el hermoso trabajo de Mark y Mathew en el CMB concuerda perfectamente con la teoría».
Crédito de la imagen: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation
“Los impresionantes mapas de materia oscura de ACT reducen drásticamente los tiempos y lugares donde la teoría más simple podría estar fallando”, dice Bernstein. «Una especulación es que una nueva característica de la gravedad o la energía oscura está apareciendo en los últimos miles de millones de años, después de la era que mide ACT».
ACT, que funcionó durante 15 años, fue dado de baja en septiembre de 2022. Sin embargo, se espera que pronto se presenten más documentos que presenten los resultados del conjunto final de observaciones, y el Observatorio Simons llevará a cabo futuras observaciones en el mismo sitio, con un nuevo telescopio programado para comenzar a operar en 2024. Este nuevo instrumento será capaz de mapear el cielo casi 10 veces más rápido que ACT.
Fuente: Universidad de Pennsylvania
