El mapa de materia oscura más detallado de nuestro universo es extrañamente suave

El DES es un esfuerzo por obtener imágenes de tantas galaxias como sea posible como un proxy para trazar el mapa de la materia oscura, lo cual es posible porque la gravedad de la materia oscura juega un papel importante en el gobierno de cómo se distribuyen estas galaxias. Desde agosto de 2013 hasta enero de 2019, decenas y decenas de científicos se reunieron para utilizar el telescopio Víctor M. Blanco de cuatro metros en Chile para inspeccionar el cielo en infrarrojo cercano.

Hay dos claves para crear el mapa. El primero es simplemente observar la ubicación y distribución de las galaxias en todo el universo. Esa disposición da pistas a los científicos sobre dónde se encuentran las mayores concentraciones de materia oscura.

El segundo es la observación de lentes gravitacionales, un fenómeno en el que la luz emitida por las galaxias es estirada gravitacionalmente por la materia oscura a medida que se mueve por el espacio. El efecto es similar a mirar a través de una lupa. Los científicos utilizan lentes gravitacionales para inferir cuánto espacio real está ocupando la materia oscura cercana. Cuanto más distorsionada está la luz, más grumosa es la materia oscura.

Los últimos resultados tienen en cuenta los primeros tres años de datos de DES, contando más de 226 millones de galaxias observadas durante 345 noches. “Ahora podemos trazar un mapa de la materia oscura en una cuarta parte del hemisferio sur”, dice Niall Jeffrey, investigador del University College London y École Normale Supérieure en París, uno de los líderes del proyecto DES.

mapa de materia oscura
La extensión del mapa de materia oscura DES del cielo hasta ahora, después de los últimos hallazgos. Los puntos brillantes representan las concentraciones más altas de materia oscura, mientras que las áreas más oscuras indican densidades bajas.

ENCUESTA DE ENERGÍA OSCURA

En general, los datos se alinean con el llamado Modelo Estándar de Cosmología, que postula que el universo fue creado en el Big Bang y que su contenido total de masa-energía es 95% de materia oscura y energía oscura. Y el nuevo mapa brindó a los científicos una visión más detallada de algunas vastas estructuras de materia oscura del universo que de otra manera permanecerían invisibles para nosotros. Los puntos más brillantes del mapa representan las concentraciones más altas de materia oscura y forman grupos y halos alrededor de vacíos de muy baja densidad.

Pero algunos resultados fueron sorprendentes. “Encontramos indicios de que el universo es más fluido de lo esperado”, dice Jeffrey. “Estas pistas también se ven en otros experimentos de lentes gravitacionales”.

Esto no es lo que predice la relatividad general, que sugiere que la materia oscura debería ser más grumosa y distribuida de manera menos uniforme. Los autores escriben en uno de los 30 artículos siendo publicado que “aunque la evidencia no es de ninguna manera definitiva, tal vez estemos comenzando a ver indicios de nueva física”. Para los cosmólogos, “esto correspondería posiblemente a cambiar las leyes de la gravedad como las describe Einstein”, dice Jeffrey.

Aunque las implicaciones son enormes, la precaución es primordial, porque todavía sabemos muy poco sobre la materia oscura (algo que aún no hemos observado directamente). Por ejemplo, Jeffrey señala que “si las galaxias cercanas se forman en una alineación de una manera extraña debido a la compleja astrofísica, entonces nuestros resultados de lentes estarían engañados”.

En otras palabras, es muy posible que haya algunas explicaciones exóticas para los resultados, quizás explicando de manera que sean reconciliables con la relatividad general. Eso sería un gran alivio para cualquier astrofísico cuyo trabajo de toda la vida se basa en que Einstein tiene razón. Y no lo olvidemos: la relatividad general ha resistido notablemente bien todas las demás pruebas que se le han hecho a lo largo de los años.

Los resultados ya están causando sensación, incluso con varios lanzamientos de datos de DES pendientes. “Los astrónomos ya están usando estos mapas para estudiar las estructuras de la red cósmica y comprender mejor la conexión entre las galaxias y la materia oscura”, dice Jeffrey. Es posible que no tengamos que esperar demasiado para descubrir si los resultados realmente son un error o nuestra comprensión del universo necesita una reescritura masiva.

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