Crédito de imagen: ESA
Hace solo unos años que los astrónomos sacudieron los modelos actuales del Universo con la teoría de la energía oscura; que dice que la expansión del Universo en realidad se está acelerando. Al observar cúmulos de galaxias distantes, a una distancia de hasta 10 mil millones de años luz, los astrónomos de la ESA descubrieron que contenían más materia concentrada de lo que la teoría de la energía oscura podría predecir. Si la materia estaba tan concentrada, el Universo no puede ser 70% de energía oscura.
El observatorio de rayos X de la ESA, XMM-Newton, ha devuelto nuevos datos tentadores sobre la naturaleza del Universo. En un estudio de cúmulos de galaxias distantes, XMM-Newton ha encontrado diferencias desconcertantes entre los cúmulos de galaxias actuales y los presentes en el Universo hace unos siete mil millones de años. Algunos científicos afirman que esto puede interpretarse en el sentido de que la "energía oscura" que la mayoría de los astrónomos ahora creen que domina el Universo simplemente no existe.
Un grupo internacional de astrónomos dirigido por David Lumb, del Centro de Tecnología e Investigación Espacial de la ESA (ESTEC) en los Países Bajos, estudió las observaciones de ocho cúmulos distantes de galaxias, la más alejada a unos 10 mil millones de años luz de distancia. Compararon estos grupos con los que se encuentran en el Universo cercano. Este estudio se realizó como parte del proyecto XMM-Newton Omega más grande, que investiga la densidad de la materia en el Universo bajo la dirección de Jim Bartlett, del Colegio de Francia.
Los cúmulos de galaxias son prodigiosos emisores de rayos X porque contienen una gran cantidad de gas a alta temperatura. Este gas rodea las galaxias de la misma manera que el vapor rodea a las personas en una sauna. Al medir la cantidad y la energía de los rayos X de un grupo, los astrónomos pueden calcular tanto la temperatura del gas del grupo como la masa del grupo.
Teóricamente, en un universo donde la densidad de la materia es alta, los cúmulos de galaxias continuarían creciendo con el tiempo y, en promedio, deberían contener más masa ahora que en el pasado.
La mayoría de los astrónomos creen que vivimos en un universo de baja densidad en el que una sustancia misteriosa conocida como "energía oscura" representa el 70% del contenido del cosmos y, por lo tanto, lo impregna todo. En este escenario, los cúmulos de galaxias deberían dejar de crecer temprano en la historia del Universo y parecer prácticamente indistinguibles de los de hoy.
En un artículo que pronto será publicado por la revista europea Astronomy and Astrophysics, los astrónomos del Proyecto XMM-Newton Omega presentan resultados que muestran que los cúmulos de galaxias en el Universo distante no son como los de hoy. Parecen emitir más rayos X que hoy. Claramente, los cúmulos de galaxias han cambiado su apariencia con el tiempo.
En un artículo adjunto, Alain Blanchard, del Laboratoire d'Astrophysique de l’Observatoire Midi-Pyr? N? Es, y su equipo utilizan los resultados para calcular cómo la abundancia de cúmulos de galaxias cambia con el tiempo. Blanchard dice: "Había menos cúmulos de galaxias en el pasado".
Tal resultado indica que el Universo debe ser un entorno de alta densidad, en clara contradicción con el "modelo de concordancia", que postula un Universo con hasta un 70% de energía oscura y una densidad de materia muy baja. Blanchard sabe que esta conclusión será muy controvertida y dice: "Para tener en cuenta estos resultados, se debe tener mucha materia en el Universo y eso deja poco espacio para la energía oscura".
Para conciliar las nuevas observaciones de XMM-Newton con los modelos de concordancia, los astrónomos tendrían que admitir una brecha fundamental en su conocimiento sobre el comportamiento de los cúmulos y, posiblemente, de las galaxias dentro de ellos. Por ejemplo, las galaxias en los cúmulos lejanos tendrían que inyectar más energía en su gas circundante de lo que se entiende actualmente. Ese proceso debería disminuir gradualmente a medida que el cúmulo y las galaxias dentro de él envejecen.
No importa de qué manera se interpreten los resultados, XMM-Newton les ha dado a los astrónomos una nueva visión del Universo y un nuevo misterio por resolver. En cuanto a la posibilidad de que los resultados de XMM-Newton sean simplemente incorrectos, están en proceso de ser confirmados por otras observaciones de rayos X. Si estos devuelven la misma respuesta, podríamos tener que repensar nuestra comprensión del Universo.
Los contenidos del universo
Se cree ampliamente que el contenido del Universo consiste en tres tipos de sustancia: materia normal, materia oscura y energía oscura. La materia normal consiste en los átomos que forman estrellas, planetas, seres humanos y cualquier otro objeto visible en el Universo. Tan humilde como suena, la materia normal casi seguramente representa una pequeña proporción del Universo, en algún lugar entre 1% y 10%.
Mientras más astrónomos observaban el Universo, más materia necesitaban encontrar para explicarlo todo. Sin embargo, esta materia no podría estar hecha de átomos normales, de lo contrario, se verían más estrellas y galaxias. En cambio, acuñaron el término materia oscura para esta sustancia peculiar precisamente porque escapa a nuestra detección. Al mismo tiempo, los físicos que intentaban profundizar la comprensión de las fuerzas de la naturaleza estaban empezando a creer que las partículas de materia nuevas y exóticas debían ser abundantes en el Universo. Casi nunca interactuarían con la materia normal y muchos ahora creen que estas partículas son la materia oscura. En la actualidad, a pesar de que se están realizando muchos experimentos para detectar partículas de materia oscura, ninguno ha tenido éxito. Sin embargo, los astrónomos todavía creen que en algún lugar entre el 30% y el 99% del Universo puede consistir en materia oscura.
La energía oscura es la última incorporación a los contenidos del Universo. Originalmente, Albert Einstein introdujo la idea de una "energía cósmica" omnipresente antes de saber que el Universo se está expandiendo. El Universo en expansión no necesitaba una "constante cosmológica" como Einstein había llamado su energía. Sin embargo, en la década de 1990, las observaciones de estrellas en explosión en el Universo distante sugirieron que el Universo no solo se estaba expandiendo sino que también se estaba acelerando. La única forma de explicar esto era reintroducir la energía cósmica de Einstein en una forma ligeramente alterada, llamada energía oscura. Nadie sabe cuál podría ser la energía oscura.
En el "modelo de concordancia" actualmente popular del Universo, se cree que el 70% del cosmos es energía oscura, 25% de materia oscura y 5% de materia normal.
Fuente original: Comunicado de prensa de la ESA
