“Fotografiada” la energía oscura con gran detalle

 Algunos habían esperado que tal vez se tratara sólo de una ilusión. Pero parece que la energía oscura es real y ha venido para quedarse, dado que los astrónomos han “fotografiado” a la misteriosa entidad en acción.

En 1998, los astrónomos encontraron que las supernovas lejanas eran más tenues, y por lo tanto estaban más alejadas, de lo esperado. Esto sugirió que la expansión del universo estaba acelerándose – y se nombró a la “energía oscura” como el culpable.

Superhuecos de espacio vacío (azul) y supercúmulos de galaxias (rojo) estaban ligeramente más fríos o calientes, respectivamente, de lo esperado en los mapas del fondo de microondas cósmic debido a la energía oscura (Ilustración: Granett/Neyrinck/Szapudi/NASA/SDSS)

Desde entonces, los astrónomos han fallado al tratar de explicar lo que realmente es la energía oscura – llevando a algunos a especular que podría no existir en absoluto. Algunos han afirmado que la desigual distribución de materia en el universo podría distorsionar nuestras medidas de la distancia a las supernovas, engañándonos y llevándonos a pensar que están más alejadas de lo que en realidad están.

Para encontrar una comprobación independiente de la existencia de la energía oscura, István Szapudi de la Universidad de Hawai en Honolulu, Estados Unidos, y sus colegas se giraron hacia el fondo de microondas cósmico (CMB) – los vestigios de radiación dejados por el Big Bang. Mapas detallados del CMB muestran puntos calientes y fríos que reflejan variaciones en la densidad de los inicios del universo.

Cuando se propuso la energía oscura, los astrónomos se dieron cuenta de que debería crear irregularidades de temperatura adicionales en el mapa.

Este efecto extra de la energía oscura se genera debido a que la temperatura de un fotón que vuela a toda velocidad cruzando l universo puede cambiar dependiendo de si ha pasado a través de una región de densa en materia o una escasa.

Pozo poco profundo

Un fotón gana energía cuando entra en una región densa con gravedad aumentada – tal como un cúmulo galáctico – como si estuviese cayendo en un pozo. Cuando abandona el cúmulo sale de nuevo del pozo gravitatorio y pierde energía.

En un universo sin energía oscura, la energía ganada y perdida durante el viaje sería igual y se cancelaría. Pero en la presencia de energía oscura, el universo se expande lo bastante rápido como para alargar el pozo gravitatorio mientras el fotón aún está dentro. Esto hace al pozo menos profundo y más fácil la salida del fotón.

Eso significa que un fotón que viaje a través de un cúmulo gana más energía de la que pierde, dándole un pequeño empujón energético de tal forma que crea un punto más caliente de lo que se esperaría en las imágenes del CMB. De forma similar, un fotón que haya pasado a través de un vacío dejaría un punto frío.

Es difícil detectar este efecto debido a que la energía oscura sólo da un ligero empujón a la temperatura, el cual es fácilmente encubierto por las variaciones normales de temperatura en el CMB, dice Szapudi.

Densidad extrema

Para sortear esto, su equipo observó regiones de densidad extremadamente alta y extremadamente baja, donde se esperaría ver los mayores efectos.

Usando datos de la Investigación Digital del Cielo Sloan, escogieron unos 3000 supercúmulos de galaxias y 500 “superhuecos” de espacio relativamente vacío, y encontraron que las regiones efectivamente coincidían con los puntos calientes y fríos del CMB.

Otros equipos han informado de signos de este efecto en el pasado, pero han estado abiertas a explicaciones alternativas, dice Szapudi. Por contra, sus cálculos sugieren que hay menos de una posibilidad entre 200 000 de que las coincidencias que vio su equipo se deban a otra cosa que no sea la energía oscura.

“Hemos mostrado la huella en el CMB de la energía oscura”, dice Szapudi. “En este sentido, hemos tomado una fotografía de la energía oscura”.

Las conclusiones deberían descartar cualquier idea de que la energía oscura es una ilusión, dice. “En realidad hemos atacado la cuestión de la energía oscura desde una forma distinta a partir de las medidas de supernovas. Es difícil argumentar que una ilusión pueda ser responsable de este efecto”.

Espacio curvado

Thomas Buchert de la Universidad de Lyon en Francia, uno de los físicos que sugirió que la energía oscura puede ser una ilusión, está impresionado por la minuciosidad del trabajo de Szapudi. “La gente ha debatido sobre este efecto, pero esta es la primera señal verdaderamente reveladora”, dice.

No obstante, Buchert no está listo para abandonar aún las alternativas a la energía oscura. Apunta que un efecto similar podría estar producido su el espacio estuviese significativamente curvado alrededor de los vacíos y cúmulos – algo que normalmente no se tiene en cuenta en los cálculos estándar.

También apunta que el equipo de Szapudi observó un efecto de temperatura que era mayor que el esperado de la energía oscura. “Esto podría ser una pista d que algo podría estar pasando que merece la pena ser investigado”, dice.

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Autor: Zeeya Merali
Fecha Original: 23 de mayo d 2008
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Vía: Ciencia Kanija