¿Por qué el universo se expande cada vez más rápido? Científicos catalanes intentan descifrarlo

GinebraEl universo se expande cada vez más rápido. Pero los astrónomos todavía no saben exactamente por qué. Ahora la colaboración DES (Dark Energy Survey) ha dado un paso más para esclarecer este enigma. Por primera vez han publicado resultados que combinan las medidas provenientes de las dos fuentes principales de las que se disponen para medir la expansión del universo: el agrupamiento de las galaxias y de cómo éstas desvían la luz a través del efecto de lente gravitacional. El análisis aporta estimaciones más precisas sobre la composición del universo y acercan a los científicos a la solución de este rompecabezas.

"Estos resultados muestran cómo podemos utilizar fuentes de información diversas y complementarias a partir de las mismas observaciones", comenta Martin Crocce, profesor investigador asociado del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y coordinador del análisis. "Esta es una herramienta muy potente, que permite obtener resultados más precisos y robustos", resalta.

Una historia en expansión

En 1929 el astrónomo norteamericano Edwin Hubble determinó que las galaxias más distantes se alejaban a mayor velocidad de nosotros. Hubble aportaba así la prueba irrefutable de que el universo se expande, provocando así un cambio de paradigma en la concepción del cosmos. Sesenta años después, dos equipos independientes demostraron que el universo no sólo se estaba expandiendo, sino que cada vez lo hace más rápido. Esta expansión acelerada no tiene todavía una explicación definitiva, aunque los científicos piensan que es causada por una energía que llena el espacio llamada energía oscura. Actualmente se estima que la energía oscura representa el 70% del contenido del universo.

Para comprender el funcionamiento de la energía oscura se creó la colaboración internacional Dark Enegy Survey (DES). Esta colaboración agrupa a más de 400 científicos de 25 instituciones de siete países, entre las que se encuentran el Instituto de Altas Energías (IFAE) y el ICE-CSIC, que han participado en el diseño, fabricación, pruebas e instalación del detector que recoge las medidas, así como en la explotación científica de los datos.

Un mapa de millones de galaxias

El nuevo estudio recopila 18 trabajos distintos realizados con datos que provienen de unos 669 millones de galaxias situadas a miles de años luz de la Tierra. Durante 758 noches a lo largo de seis años, los astrónomos recogieron información procedente de una región equivalente a una octava parte de todo el cielo. El análisis de los datos publicado compara dos modelos cosmológicos teóricos: el conocido modelo estándar y una versión ampliada en la que la energía oscura evoluciona con el tiempo. Los resultados obtenidos parecen concordar mejor con el modelo estándar, aunque los astrónomos no pueden descartar todavía el modelo evolutivo.

Un hecho innovador es que ambos modelos presentan una notable discrepancia respecto a estudios anteriores cuando se analiza en detalle la distribución de materia en el universo. Esta discrepancia se mantiene incluso cuando estos datos se combinan con otros experimentos.

Por otra parte, tal y como se propuso en la concepción inicial de la colaboración DES hace 25 años, el estudio también presenta los primeros resultados obtenidos al combinar las cuatro técnicas diferentes de que se dispone para determinar la energía oscura: las oscilaciones acústicas bariónicas, las supernovas de tipo Ia, los cúmulos de galaxias y las l

En un futuro próximo, la colaboración DES combinará los resultados obtenidos recientemente con las medidas procedentes de otros experimentos para investigar y comparar modelos cosmológicos alternativos de gravedad y energía oscura. En este sentido, el Observatorio Rubin, una instalación astronómica que se está acabando de instalar en el Cerro Pachón, en el norte de Chile, aportará información crucial. "Hemos dado un paso significativo en la precisión de las medidas, pero todas estas mejorarán mucho más con nuevas observaciones del Observatorio Rubin y de otros telescopios", explica Anna Porredon, científica senior del CIEMAT, en Madrid, que se muestra optimista. "En 10 años podríamos tener algunas respuestas sobre la energía oscura", declaró.

Cartografiando la materia oscura

Otro estudio publicado en la revista Nature ha presentado un mapa de muy alta definición de la distribución de materia oscura en el universo, que tiene una influencia significativa en la formación de las primeras estructuras, como las galaxias y los cúmulos de galaxias.

Gracias a las observaciones realizadas por el Telescopio Espacial James Webb, investigadores de la Universidad de Durham, en Reino Unido, el Jet Propulsion Laboratory de la NASA y la Universidad Politécnica de Lausana han dado un paso clave para comprender la naturaleza de este tipo de materia, que representa el 30% del contenido del universo, pero el origen de la misma. Los autores del estudio concluyen que estos mapas serán una fuente importante para futuros estudios sobre la formación y evolución de las galaxias y la estructura del cosmos.