La materia oscura confirma que el universo se expande siempre a un ritmo constante

El mapa más detallado de la materia oscura confirma que el universo se está expandiendo a un ritmo constante desde el principio de los tiempos, tal como había predicho Einstein en 1915. Pero el debate sobre la Tensión de Hubble continúa.

Investigadores del Telescopio de Cosmología de Atacama (ACT) en Chile han creado una nueva y revolucionaria imagen que revela el mapa más detallado de la materia oscura desde el principio de los tiempos hasta hoy.

El mapa confirma lo que especifica la Teoría General de la Relatividad, formulada por Albert Einstein en 1915, sobre cómo las estructuras masivas han crecido y curvado la luz a lo largo de los 14.000 millones de años de historia del universo.

Constante dudosa

Este aspecto de la teoría ha sido cuestionado en los últimos años debido a resultados contradictorios observados en la expansión del universo, una polémica conocida como la Tensión de Hubble: no todas las medidas realizadas sobre la tasa de expansión del universo coinciden con la así llamada constante de Hubble.

Esta constante se formuló en 1919 después de que el astrónomo y cosmólogo Edwin Hubble convenciera a Albert Einstein de que el universo no era estático (como pensaba el físico alemán), sino que estaba en un estado expansivo que se podía medir.

Constante ¿relativa?

Esta constante se ha convertido en la primera evidencia observacional de la expansión del universo: establece que la distancia entre los cúmulos de galaxias crece sin parar a un ritmo tal que, por cada 3.26 millones de años-luz, el universo aumenta su tamaño en 70 kilómetros por segundo.

Sin embargo, a medida que se han perfeccionado las herramientas astrofísicas, se ha documentado que la tasa de expansión no es la misma, ya que varía si se trata del universo temprano o del universo tardío.

Los científicos llevan años intentado aclarar esta anomalía, e incluso una investigación publicada el año pasado propuso que la constante de Hubble podría no ser realmente constante, sino que cambiaría según la expansión del universo: crecería a medida que el universo se expande.

Mapa alineado con Einstein

El nuevo mapa introduce nuevos elementos en este debate sobre la constante de Hubble: muestra los efectos que tiene la materia oscura sobre la luz del universo y señala que sus observaciones están prácticamente alineadas con los modelos teóricos basados en las ecuaciones de Einstein.

Según los investigadores, el mapa muestra cómo la velocidad a la que crece el universo es justo lo que cabría esperar del Modelo Estándar de cosmología basado en la teoría de la gravedad de Einstein.

El mapa, en cualquier caso, no pone fin a las discrepancias observadas en la constante de Hubble, pero podría inclinar la balanza hacia la propuesta de Einstein.

Detalles inéditos de la materia oscura

Otra aportación importante de este mapa es que alcanza una precisión inédita sobre la materia oscura, un detalle importante porque, a pesar de constituir el 85% de la masa del universo e influir en su evolución, la materia oscura es difícil de detectar: no interactúa con la luz ni con otras formas de radiación electromagnética. Solo interactuaría con la gravedad.

“Este mapa cubre una cuarta parte del cielo, y la masa que se muestra incluye tanto la de la materia oscura como la ordinaria”, explica a SINC Mathew Madhavacheril, miembro del equipo ACT y profesor de la Universidad de Pensilvania,  “aunque como la materia oscura constituye el 85% de la materia del universo, se puede considerar un mapa de materia oscura”.

“Anteriormente, el satélite Planck había elaborado mapas sobre el 65% del cielo. Sin embargo -subraya-, los nuestros tienen mayor resolución y un ruido mucho menor. Por tanto, según algunas definiciones, este se podría considerar el mayor mapa con alto detalle de la materia oscura”, añade.

Los resultados de este estudio, presentados esta semana en la conferencia "Future Science with CMB x LSS", organizada por la Universidad de Kioto (Japón),  serán publicados en The Astrophysical Journal. De momento están disponibles en estos enlaces.

Referencias

• MacCrann, Sherwin, Qu, Namikawa, Madhavacheril et al, ‘The Atacama Cosmology Telescope: Mitigating the impact of extragalactic foregrounds for the DR6 CMB lensing analysis'
• Qu, Sherwin, Madhavacheril, Han, Crowley et al, 'The Atacama Cosmology Telescope: A Measurement of the DR6 CMB Lensing Power Spectrum and its Implications for Structure Growth’
• Madhavacheril, Qu, Sherwin, MacCrann, Li et al, 'The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Gravitational Lensing Map and Cosmological Parameters’