NeoFronteras

Hallan pruebas de la existencia de la energía oscura en la radiación cósmica de microondas.

Mapa preliminar del fondo cósmico de microondas elaborado por la misión Planck. Fuente: ESA.

El último episodio sobre la energía oscura ha tenido lugar recientemente. Seguro que no es el resultado definitivo y quizás no esté de acuerdo con la realidad, pero forma parte de este viaje de descubrimiento que es la ciencia. Quizás dentro de unos años ya estemos seguros de en qué consiste esta misteriosa energía y de sus efectos sobre el futuro del Universo, pero habremos sido testigos de los resultados que nos han llevado hasta ahí.
Recordemos que la energía oscura es una forma de energía que parece permear todo el espacio y que produce una especie de presión que está acelerando la expansión del Universo. En un principio se descubrió gracias a las explosiones de tipo supernova Ia. En este último estudio se han utilizado los datos del fondo de cósmico de radiación para estudiar el efecto de esta energía oscura.
Una vez transcurridos 380.000 años después del Big Bang las partículas de plasma que rellenaban el Universo se recombinaron para formar átomos neutros (de hidrógeno y helio principalmente). Entonces el Universo se hizo transparente por primera vez y la luz, con el espectro de cuerpo negro correspondiente a la temperatura de entonces, pudo viajar a su través. Ha estado viajando desde entonces, pero debido a la expansión del Universo la longitud de onda de esa radiación ha sido alargada hasta la gama de microondas. Ahora ese espectro de cuerpo negro corresponde a sólo una temperatura de 2,7 grados Kelvin. Ningún proceso natural puede tener una temperatura inferior a esa en la actualidad.
Al contemplar el fondo cósmico de microondas vemos directamente cómo era el Universo en esa época, hace unos 13.000 millones de años. Ese fondo constituye el borde último del universo visible.
Su estudio es importante porque nos puede proporcionar pistas de cómo fue el Universo y el Big Bang. El universo cercano está ya muy evolucionado y las huellas de lo que pasó ya se han borrado, pero las estructuras a gran escala deben ser un reflejo de lo que había en ese entonces: unas fluctuaciones de la densidad a partir del cual la gravedad puedo actuar para formar galaxias y estrellas.
Pero esas fluctuaciones son muy difíciles de medir por ser débiles. Su espectro de frecuencias puede ayudarnos a confirmar o descartar teorías físicas o cosmológicas. Por eso se lanzaron los satélites COBE, WMAP y Plank (éste último bajo un mutismo extraño). Pero a veces, con mucho cuidado y eligiendo un sitio propicio se puede hacer este tipo de medidas en tierra o desde globos aerostáticos.
Ahora, un grupo de científicos de diversas instituciones ha analizado los datos procedentes del Telescopio Cosmológico de Atacama en Chile para estudiar desviaciones en esas fluctuaciones.
Los fotones del fondo cósmico de microondas (FCM) han viajado durante 13.000 millones de años y durante ese tiempo han sido influenciados por la gravedad de las grandes estructuras del Universo, constituidas por cúmulos de galaxias. En promedio cada fotón debe de haberse encontrado con unas 50 de estas estructuras en su camino hasta nosotros. La influencia gravitatoria de estas estructuras, dominadas principalmente por materia oscura, tiene que desviar un poco a esos fotones debido al efecto de lente gravitatoria (lensing). Se estima que el desvío total es de unos 3 minutos de arco en promedio y esto debe haber producido desviaciones en el espectro original del FCM.
Este efecto permite también revelar la existencia de energía oscura ya que dicha energía se opone a la formación de las estructuras. Un universo sin energía oscura contaría con muchas más estructuras a gran escala al operar más libremente la gravedad. En ese caso el lensing sería más importante y las fluctuaciones se desviarían más de una distribución normal (gausiana). Pero se encontró lo contrario, como era de esperar.
Al parecer el lensing es más débil que el que tendría un universo sin energía oscura y esto arroja como resultado la existencia de una energía oscura que además tienen una intensidad compatible con medidas de otro tipo.
Esta es la primera vez que la energía oscura es inferida solamente a partir de datos del FCM. Convencionalmente las observaciones del FCM se realizan para saber cosas sobre el Universo primitivo, pero en este caso se ha utilizado de un modo diferente. Se podría decir que el FCM hace de “proyector de luz” sobre unas estructuras que no vemos del todo y viendo las “sombras” producidas se infiere las fuerzas que influyen sobre esas estructuras.
La existencia de más pruebas de la existencia de la energía oscura es importante porque hay muy pocas y últimamente incluso se ha puesto en duda la existencia de dicha energía.
Se cree que este tipo de estudios pueda permitir también revelar la distribución de materia oscura por el Universo a gran escala. Recordemos que a efectos gravitatorios la materia oscura funciona de igual manera que la ordinaria y se cree que, al ser dominante, hace de anclaje gravitatorio sobre el que se acumula la materia ordinaria que finalmente forma galaxias, estrellas, planetas… Como el efecto de lensing sobre los fotones del FCM depende de cómo se haya agregado la materia oscura, puede que en futuros estudios se pueda revelar su existencia, ya que, como todos sabemos, es una forma de materia que no emite ni bloquea la luz.
Es de esperar que los datos de la misión Planck revelen el mismo resultado cuando sean liberados (al parecer están condenados a varios años de prisión intelectual).

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3556

Fuentes y referencias:
Noticia en Physics World.