Los vacíos cósmicos y la estructura del universo

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Imagen en infrarrojo del espacio profundo tomada por el Telescopio Espacial Hubble

Cuando pensamos en el universo en su conjunto imaginamos una cantidad enorme de galaxias. De hecho, las galaxias son lo más estudiado por los astrónomos para comprender el universo en su conjunto. Sin embargo, los investigadores están descubriendo que hay mucho que aprender de los vacíos cósmicos: franjas de espacio mayormente vacío, tan grandes que la luz tarda cientos de millones de años en atravesarlos.

La temperatura y la presión del gas presente en los huecos podría, por ejemplo, proporcionar pistas sobre cómo la energía circula a través del cosmos. Un equipo de investigadores encabezado por David Alonso, de la Universidad de Oxford (Reino Unido), han dado uno de los primeros pasos para determinar estas propiedades del gas mediante el análisis de cómo el gas distorsiona la luz del Universo primitivo.

El fondo cósmico de microondas (FCM) es la primera luz que se libera en el universo, aproximadamente 380,000 años después del Big Bang. El gas intergaláctico aumenta la energía de los fotones del FCM, y esta distorsión es una poderosa herramienta para estudiar los cúmulos de galaxias. Pero nadie la ha usado para estudiar los vacíos cósmicos. El equipo de Alonso combinó mapas del FCM con imágenes de 774 vacíos cósmicos. A partir de ahí los investigadores dedujeron las propiedades del gas en cada vacío comparando de la energía medida de los fotones del FCM con modelos de la presión electrónica en los vacíos.

De esta forma los astrofísicos descubrieron que la presión es menor que el promedio cósmico. Este resultado no es sorprendente, dado que poco se puede esperar que suceda en un vacío, y puede significar que los vacíos evolucionaron pasivamente conforme aumentaba la edad del Universo.

Pero hay indicios en los datos de que el gas podría estar más caliente de lo esperado. Si este hallazgo se confirmase, podría ser una señal de que los poderosos chorros emitidos por los agujeros negros supermasivos bombeen energía al gas intergaláctico y ayuden de esta manera a dar forma al universo. La resolución de este problema tendrá que esperar varios años hasta que se disponga de telescopios más potentes, como el Observatorio Simons en Chile.

Referencia:

David Alonso, J. Colin Hill, Renée Hložek, and David N. Spergel (2018) Measurement of the thermal Sunyaev-Zel’dovich effect around cosmic voids Physical Review D doi: 10.1103/PhysRevD.97.063514

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

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