El más detallado mapa de materia oscura revela los vacíos cósmicos en la física

Física

Los astrónomos han creado el mapa más completo hasta ahora de toda la materia oscura del universo. No es tarea fácil, considerando que la materia oscura es invisible. Sin embargo, los científicos saben que este primo oscuro de la materia regular existe porque sus fuertes fuerzas gravitacionales pueden unir galaxias enteras.

Según las observaciones de su influencia, los astrónomos estiman que la materia oscura constituye una cuarta parte del universo. El nuevo mapa es el producto de años de trabajo de un grupo de 400 científicos de siete países, conocido como Dark Energy Survey (DES).

Apuntaron el telescopio Víctor M. Blanco en Chile hacia el cielo para observar millones de galaxias unidas por materia oscura. La distribución de esas galaxias y las formas en que la luz de ellas llega a la Tierra puede informar a los astrónomos sobre cuánta materia oscura se encuentra entre esas galaxias y nuestro planeta. En una serie de estudios publicados esta semana, el equipo mostró que el universo está salpicado de cúmulos gigantes de galaxias agrupadas, regiones donde la materia oscura también está densamente empaquetada.

Pero su mapa, que cubre aproximadamente un octavo del cielo visto desde la Tierra, también documenta parches del universo que están casi desprovistos de materia oscura y galaxias. Estas áreas desordenadas y vacías parecen estar conectadas por gas interestelar en una red cósmica.

“Nos muestra nuevas partes del universo que nunca antes habíamos visto. Realmente podemos ver esta estructura de red cósmica, incluidas estas enormes estructuras llamadas vacíos cósmicos, que son regiones del universo de muy baja densidad donde hay muy pocas galaxias. y menos materia”, dijo a The Guardian Niall Jeffrey, cosmólogo del University College London. La foto de abajo muestra una sección del nuevo mapa, los vacíos son de color negro, mientras que los cúmulos de galaxias son de color naranja brillante.

A zoomed-in view of the Dark Energy Survey's dark matter map with a white arrow pointing to a black spot and the phrase "Cosmic voids" above the arrow
Una vista ampliada del mapa de materia oscura del Dark Energy Survey. (Colaboración con el Dark Energy Survey)

Según Jeffrey, los nuevos hallazgos sugieren que la gravedad puede no funcionar de la misma manera en estos vacíos que en la Tierra, lo que significaría que las leyes estándar de la física no se aplican.

Luz de 226 millones de galaxias
Si bien la materia oscura no es observable, la fuerza que ejerce sobre otras cosas del universo ayuda a los científicos a detectarla. La materia oscura desvía la luz que llega hacia la Tierra desde otras galaxias, un poco como un caleidoscopio. Entonces, al medir la intensidad de esa distorsión, los astrónomos pueden calcular cuánta materia oscura se encuentra entre nosotros y otra galaxia, y qué tan aplastada está la materia oscura. Si la luz de una galaxia está muy distorsionada, sugiere que la materia oscura invisible que la oculta a la vista está densamente agrupada. Así que Jeffrey y su equipo observaron cómo se distorsionaba la luz de más de 226 millones de galaxias, tanto cercanas como a miles de millones de millas de distancia.

Utilizaron el telescopio para capturar imágenes de esas galaxias durante 345 noches entre 2013 y 2016, luego confiaron en un programa de inteligencia artificial para traducir esas observaciones en su mapa detallado de materia oscura. El equipo recopiló datos en otras 413 noches antes de que finalizara la encuesta en 2019, por lo que los científicos de DES planean crear un mapa de materia oscura aún más grande y detallado utilizando el resto de sus observaciones.

The DES dark matter map (in purple) superimposed on an image of the Milky Way galaxy.
Arriba: El mapa de materia oscura DES (en violeta) superpuesto a una imagen de la Vía Láctea.

El mapa sugiere que Einstein podría haberse equivocado
Según la teoría de la relatividad de Albert Einstein, la gravedad debería haber provocado que fragmentos de materia en el universo se agruparan de forma predecible después del Big Bang hace unos 13.000 millones de años. Pero según Jeffrey, el mapa DES sugiere que la teoría de Einstein pudo haber fallado hasta cierto punto.

“Si miras hacia el universo, la materia no es tan grumosa como se esperaba, hay indicios de que es más suave”, dijo Jeffrey a The Guardian.

“Puede parecer una cosa relativamente pequeña”, agregó, “pero si estas sugerencias son ciertas, entonces puede significar que hay algo mal en la teoría de la relatividad general de Einstein, uno de los grandes pilares de la física”.

Fuente: Business Insider.

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