NeoFronteras

Miden la edad del Universo con otro método

Área: Espacio — Lunes, 8 de Marzo de 2010

Miden la edad del Universo gracias al efecto de lente gravitacional con una precisión sin precedentes.

B1608
El efecto de lente gravitatoria de B1608+656 ha sido usado para calcular la edad del Universo. Fuente: Sherry Suyu, Argelander Institut für Astronomie.

Hace unos años, no hace tanto tiempo, no sabíamos la edad del universo con precisión. Lo más que se nos decía era que el Universo tenía una edad comprendida entre los 10.000 millones de años y los 20.000 millones de años. Así que se asumía que su edad debía de andar por los 15.000 millones de años. Después, gracias a los datos de WMAP del fondo cósmico de microondas, se vio que la edad real se acercaba bastante a ese número, aunque un poco por debajo: 13.700 (± 130) millones de años.
Obviamente el WMAP no apunta a una región de cielo en donde está escrita la edad del Universo, sino que ésta se infiere indirectamente a partir de datos físicos. Concretamente WMAP mide las fluctuaciones del fondo de radiación. A partir de ahí se calcula la densidad de masa-energía y usando la Relatividad General se puede hallar su edad asumiendo un Universo plano (tipo de geometría apoyada por medidas de WMAP). Pero alguien con espíritu crítico (cosa imprescindible en ciencia) podría decir que sólo a partir de un tipo de medidas no podemos estar seguros de cómo de viejo es el Universo en donde vivimos, que hacen falta otros métodos distintos que corroboren esa cifra.
Pues bien, se acaba de conocer que un equipo internacional de científicos ha realizado recientemente esto, llegando a un número bastante parecido.
Para realizar este estudio se han valido de lentes gravitatorias galácticas y han llegado a una edad del Universo cifrada en 13750 millones de años con un error de 170 millones de años. Además, el resultado confirma la fuerza de la energía oscura, que se cree que es la responsable de la aceleración de la expansión de Universo. Estos investigadores usaron datos obtenidos a partir de imágenes tomadas por el telescopio espacial Hubble.
Según la Relatividad General la presencia de masa-energía hace que el espacio-tiempo se curve a su alrededor. De este modo, los rayos de luz que pasen cerca de esa región no seguirán líneas rectas, sino geodésicas, que son el equivalente a las rectas en espacios curvos. Si la concentración de masa es muy elevada (que en este caso supondremos que es una galaxia) la curvatura será pronunciada y la luz procedente de un objeto distante (generalmente otra galaxia) situado justo detrás de la lente gravitacional sufrirá una trayectoria tal que el observador podrá verlo, aunque distorsionado. Es como si la concentración de masa actuara a modo de una lente para el observador. Una galaxia de aspecto puntual se verá como un conjunto de puntos (cruz de Einstein) o unos arcos, que se corresponderán a caminos distintos tomados por la luz. En el caso de una alineación casi perfecta se verá un anillo.
Aplicado el efecto a este caso, se trata de medir las distancias recorridas por la luz procedente del objeto del fondo para cada camino tomado. Teniendo en cuenta el tiempo necesario para viajar por cada camino los investigadores pueden inferir no solamente cuánto de lejos se encuentra la galaxia, sino además la escala del Universo y detalles sobre la expansión del mismo. Algunos de estos aspectos vienen determinados por la constante de Hubble que nos dice la tasa de velocidad de recesión con la distancia.
Frecuentemente es difícil para los expertos distinguir entre una luz brillante lejana y otra más cercana pero más débil. El efecto de lente gravitacional soluciona este problema al proporcionar múltiples pistas.
Según Phil Marshall, del KIPAC, aunque se había utilizado anteriormente este efecto de la lente gravitatoria para medir la constante de Hubble, nunca se había hecho con tanta precisión.
Aunque los astrofísicos no saben cuándo la luz abandona la fuente que la produjo, pueden comparar los tiempos de llegada. Marshall usa una analogía para explicar el fenómeno. Según él, es como si cuatro automóviles partiera desde un punto a un lado de una gran ciudad y siguiendo caminos diferentes rodearan dicha ciudad hasta converger en un punto al otro lado. Los tiempos de llegada dependerían de los caminos tomados. Cuanto más larga fuera la ruta más tiempo llevaría recorrerla.
Las ecuaciones que controlan las lentes gravitacionales pueden tener en cuenta variables como la distancia y la densidad de materia y proporcionar una mejor idea de cuándo la luz abandonó la galaxia y cuánto ha viajado.
En el pasado este método estaba plagado de errores, pero ahora el error es comparable al de los demás métodos. Aunque todavía tienen que tener en cuenta ciertos factores. Así por ejemplo, el polvo en la galaxia que hace de lente afecta a la luz que la atraviesa, por eso el Hubble cuenta con filtros infrarrojos para eliminar este efecto. Las imágenes contienen también el efecto de otras galaxias cercanas a línea de visión, que contribuyen al efecto de lente gravitatoria.
Este equipo de investigadores quiere extender su estudio a más casos. Ya han encontrado 20 objetos susceptibles de ser estudiados.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3030

Fuentes y referencias:
Nota de prensa en Universidad de Stanford con vídeo.
Preprint del artículo original en arXiv.
Vídeo en uni-bonn (inglés).
Nota en EurekaAlert.
Nota en KIPAC.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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1 Comentario

  1. Joabbl:

    ¿Ya está claro que el universo es plano?. Supongo que eso solo quiere decir que dos líneas paralelas nunca se encuentran ni divergen, sino que siguen siendo paralelas forever and ever…

    Saludos

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