Dudas sobre el "lado oscuro": ¿errores en los datos del Big Bang?

Un nuevo estudio de astrónomos en el Departamento de Física de la Universidad de Durham sugiere que la creencia convencional sobre el contenido del Universo podría estar equivocada.

Las fuentes de radio utilizadas por Sawangwit y Shanks
para medir el efecto de suavizado del telescopio están
marcadas con círculos en el mapa CMB de WMAP.

El estudiante de posgrado Utane Sawangwit y el profesor Tom Shanks usaron las observaciones del satélite Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) para estudiar el calor remanente del Big Bang. Los dos científicos encontraron pruebas de que los errores en sus datos pueden ser mucho mayores de lo que antes se pensaba, lo que a su vez hace que el modelo estándar del Universo abra una interrogante.

El satélite WMAP, lanzado en 2001, mide las diferencias en la radiación del Fondo Cósmico de Microondas (Cosmic Microwave Background, CMB), el calor residual del Big Bang que llena el Universo y que se aprecia sobre todo el cielo. El tamaño angular de las ondas en el CMB está pensado para ser relacionado con la composición del Universo. Las observaciones del satélite WMAP demostraron que las ondas eran aproximadamente dos veces el tamaño de la Luna llena, o alrededor de un grado de ancho.

Con estos resultados, los científicos concluyeron que el cosmos se compone de 4% de materia 'normal', 22% de materia 'oscura' o materia invisible y 74% de 'energía oscura'. El debate sobre la naturaleza exacta del 'lado oscuro' del Universo -la materia oscura y energía oscura- continúa hasta nuestros días.

Sawangwit y Shanks emplearon objetos astronómicos que aparecen como puntos no resueltos en los radiotelescopios para poner a prueba la forma en que el telescopio WMAP suaviza sus mapas. Encontraron que el suavizado es mucho mayor de lo que se creía anteriormente, lo que sugiere que su medición del tamaño de las ondas CMBR no es tan preciso como se pensaba. De ser cierto esto podría significar que las ondas son considerablemente más pequeñas, lo que podría implicar que la materia oscura y energía oscura no están presentes después de todo.

El profesor Shanks comenta que "las observaciones CMB son una poderosa herramienta para la cosmología y vital para detectar efectos sistemáticos. Si nuestros resultados son correctos, entonces será menos probable que la energía oscura y las exóticas partículas de materia oscura dominen el Universo. ¡Así que la evidencia de que el Universo tiene un 'lado oscuro' se debilitará!".

Además, los astrónomos de Durham colaboraron recientemente en un equipo internacional cuya investigación sugiere que la estructura del CMB no puede proporcionar un control independiente sólido sobre la presencia de energía oscura como se creía que lo hacía.

Si la energía oscura no existe, entonces en última instancia provoca que la expansión del Universo se acelere. En su viaje desde el CMB a los telescopios como el WMAP, los fotones (las partículas básicas de la radiación electromagnética como la luz y las ondas de radio) viajan a través de supercúmulos gigantes de galaxias. Normalmente un fotón CMB es primero azul (su máximo cambia hacia el extremo azul del espectro) cuando entra en el supercúmulo y luego se desplaza hacia el rojo cuando lo deja, por lo que ambos efectos se contrarrestan. Sin embargo, si el supercúmulo de galaxias se aceleran una del otro debido a la energía oscura, la cancelación no es exacta, así los fotones se mantienen ligeramente azul después haber pasado. Muy pocas temperaturas altas deberían aparecer en el CMB donde los fotones han pasado por supercúmulos.

Sin embargo, los nuevos resultados, basados en el Sloan Digital Sky Survey que estudió 1 millón de galaxias rojas luminosas, sugieren que no se ve tal efecto, amenazando una vez más al modelo estándar del Universo.

Utane Sawangwit dice: "Si nuestro resultado se repite en los nuevos estudios de galaxias en el hemisferio sur, esto podría significar problemas reales para la existencia de la energía oscura".

Si el Universo realmente no tiene ningún 'lado oscuro', será un alivio para algunos físicos teóricos. Tener un modelo dependiente de partículas exóticas aún no detectadas que componen la materia oscura y la misteriosa energía oscura incomoda a muchos científicos.

Shanks concluye: "Lo más probable es que el modelo estándar con su enigmática energía oscura y la materia oscura va a sobrevivir, pero se necesitan más pruebas. El satélite europeo Planck, que actualmente recoge más datos de CMB, proporcionará nueva información vital y nos ayudará a responder estas preguntas fundamentales sobre la naturaleza del Universo en que vivimos".

El equipo publica sus resultados en la prestigiosa revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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