El descubrimiento de que los quásares no muestran dilatación en el tiempo desconcierta a los astrónomos

El fenómeno de la dilatación temporal es un extraño efecto de la Teoría de la Relatividad, confirmado experimentalmente. Una de sus implicaciones es que eventos que ocurren en lugares distantes del Universo deberían parecer que ocurren más lentamente que eventos producidos más cerca de nosotros. Por ejemplo, cuando observan supernovas, los científicos han encontrado que las explosiones lejanas parecen desvanecerse más lentamente que las explosiones cercanas.

Esta imagen de rayos X muestra el quásar PKS 1127-145,
una fuente altamente luminosa de rayos-X y luz visible,
situado a unos 10.000 millones de años-luz de la Tierra.

El efecto puede ser explicado porque (1) la velocidad de la luz es independiente de cómo de rápido se aleja o se acerca una fuente de luz de un observador y (2) el Universo se está expandiendo aceleradamente, provocando que la luz de objetos distantes "se desplacen al rojo" (redshift) en relación a la distancia a la que dichos objetos se encuentran respecto de los observadores en la Tierra. En otras palabras, según se va expandiendo el espacio, el intervalo temporal entre pulsos de luz también se expande. Como la expansión tiene lugar a lo largo del Universo, la dilatación temporal debería ser una propiedad del Universo, válida en cualquier lugar del mismo, independientemente del objeto o evento observado. Sin embargo, un nuevo estudio ha encontrado que esto no parece ser así. Pareciera que los quásares emiten pulsos de luz a intervalos iguales sin importar su distancia respecto de la Tierra. Sin rastro, pues, de la dilatación temporal.

El astrónomo Mike Hawkins del Observatorio Real de Edimburgo llegó a esta conclusión después de observar cerca de 900 quásares en períodos de hasta 28 años. Al comparar los patrones de luz de los quásares situados a alrededor de 6.000 millones de años-luz de la Tierra y de los situados a 10.000 millones de años-luz, se sorprendió al encontrar que dichos patrones de luz eran exactamente iguales. Si esos quásares fueran como las supernovas observadas previamente, un observador esperaría ver intervalos temporales dilatados en los patrones de luz de los quásares más lejanos con respecto a los más cercanos. Pero incluso aunque los quásares más lejanos tenían mayor desplazamiento al rojo que los más cercanos, no había diferencia en el intervalo de tiempo que le llevó a la luz llegar a la Tierra.

Este misterio no parece tener una explicación obvia, aunque Hawkins tiene algunas ideas. Para más información, los quásares son objetos extremos en muchos aspectos: son los objetos más luminosos y energéticos conocidos en el Universo, y también unos de los más distantes objetos conocidos, y por tanto de mayor edad. Oficialmente, denominados "fuentes de radio casi estelares", los quásares son regiones densas alrededor de agujeros negros centrales supermasivos en el centro de galaxias masivas. Estos se nutren de un disco de acreción que rodea al agujero negro, y suministra la energía a los quásares, proporcionándoles la extrema luminosidad que los hace visibles desde la Tierra.

Una de las posibles explicaciones de Hawkins para la falta de dilatación temporal de los quásares es que la luz de éstos está siendo curvada por agujeros negros distribuidos a lo largo del Universo. Estos agujeros negros, que pueden haberse formado poco después del Big Bang, producirían una distorsión gravitatoria que afectaría a la dilatación temporal de los quásares lejanos. Sin embargo, esta idea de efecto de micro-lente gravitacional es una sugerencia controvertida, ya que requiere que haya suficientes agujeros negros para dar cuenta de todo el contenido de materia oscura del Universo. Como Hawkins explica, muchos físicos predicen que la materia oscura consiste en partículas subatómicas no descubiertas en vez de agujeros negros primordiales.

Hay también una posibilidad de que la explicación llegue todavía más lejos: como que el Universo no esté expandiéndose y que la teoría del Big Bang sea errónea. Otra posibilidad es que los quásares no estén situados a las distancias indicadas por sus desplazamientos al rojo, aunque ésta última ha sido previamente descartada. Aunque las explicaciones son controvertidas, Hawkins piensa continuar investigando el misterio de los quásares, y así quizás resolver de paso otros problemas.

El artículo de Hawkins será publicado próximamente en un número de la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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