Un gran problema relacionado con la materia oscura del Universo acaba de intensificarse un poco más. Las observaciones del Universo más reciente revelan que este material esquivo se distribuye de manera diferente en comparación con las medidas de su propagación justo después del Big Bang. Parece ser menos grumoso ahora que en aquel entonces; no mucho, pero lo suficiente como para sugerir que hay algo que nos estamos perdiendo y que puede haber algún tipo de error fundamental que hayamos cometido en el modelo cosmológico estándar.
Es la última y una de las más completas de una serie de mediciones que revelan el problema, conocido como sigma-ocho (tensión S8), detallado en cinco artículos separados en Physical Review D. Hasta el momento no hay ninguna solución a la vista.
“Aquí todavía somos bastante cautelosos”, dice el astrofísico Michael Strauss de la Universidad de Princeton.
“No estamos diciendo que acabemos de descubrir que la cosmología moderna esté completamente equivocada. Las estadísticas muestran que sólo hay una posibilidad entre 20 de que se deba simplemente al azar, lo cual es convincente pero no completamente definitivo. Pero como en la comunidad de astronomía llega a la misma conclusión a través de múltiples experimentos. A medida que seguimos haciendo estas mediciones, tal vez descubramos que es real”.
La discrepancia se puede encontrar observando diferentes conjuntos de datos de luz del Universo distante, que revelan la distribución de la materia oscura. Uno es el fondo cósmico de microondas (CMB). Este es el tenue fondo de luz de microondas que impregna el Universo. Radiación sobrante del brillo inicial que fluyó a través del Universo unos cientos de miles de años después del Big Bang.
El segundo son datos de 6 años del instrumento Hyper Suprime-Cam (HSC) en el Telescopio Subaru en Hawaii. Los investigadores utilizaron HSC para realizar lo que se conoce como un estudio de lentes gravitacionales débiles.
No podemos ver la materia oscura directamente. Ni siquiera sabemos qué es. Pero el hecho de que ejerza una influencia gravitacional en el Universo, doblando el espacio-tiempo para distorsionar la luz que fluye a través de él, significa que podemos detectar su presencia. Los astrónomos pueden buscar y analizar estas distorsiones para mapear la distribución de la materia oscura, hasta escalas extremadamente precisas.
“Esta distorsión es un efecto realmente pequeño; la forma de una sola galaxia se distorsiona en una cantidad imperceptible”, dice el astrofísico Roohi Dalal de la Universidad de Princeton, quien dirigió uno de los artículos.
“Pero cuando hacemos esa medición para 25 millones de galaxias, podemos medir la distorsión con una precisión bastante alta”.
HSC observó el cielo durante un total de 330 noches a lo largo de seis años y, en diferentes artículos, diferentes equipos analizaron los datos de diferentes maneras. Arrojaron valores para S8 (la aglomeración de la materia oscura) entre 0,763 y 0,776, similares a los valores obtenidos por otros estudios de lentes débiles.
El valor de S8 dado por el fondo cósmico de microondas es notablemente mayor: 0,832. Esto contradice nuestra comprensión de la progresión del Universo. El modelo cosmológico estándar sugiere que la distribución de la materia debería haber comenzado relativamente suave y haberse vuelto más grumosa con el tiempo, a medida que la materia se agrupa en galaxias y zarcillos de la red cósmica.
Es poco probable que los débiles resultados de la lente se produzcan por un error: diferentes instrumentos y diferentes análisis han arrojado repetidamente valores similares. Los autores hicieron todo lo posible para cegarse a sus propios datos y proteger sus resultados del sesgo.
“Trabajé en este análisis durante un año y no pude ver los valores que aparecían”, dice Dalal.
Pero hay otras tensiones cosmológicas, en particular la tensión de Hubble, que es una discrepancia no resuelta en diferentes medidas de la aceleración de la expansión del Universo.
Entonces, ¿qué pasa? Bueno, podría haber algún problema con nuestro modelo cosmológico. Podría haber algún problema con nuestros modelos actuales de materia oscura. Podría ser que estemos midiendo algo incorrectamente.
Puede ser que, si resolvamos una tensión, surja el resto. O tal vez no. Pero una cosa está perfectamente clara: hay algo fundamental que parece que nos falta en nuestros esfuerzos por comprender cómo evolucionó el Universo.
En el futuro, una instrumentación más potente permitirá realizar estudios más amplios y mediciones aún más precisas. Sólo a través de ellos podremos comenzar a obtener algunas respuestas a estos fascinantes problemas.
La investigación aparece en cinco artículos en Physical Review D. Se pueden encontrar aquí, aquí, aquí, aquí y aquí.
Fuente: Science Alert.
