Miden las galaxias con una precisión sin precedentes, usando una “regla estándar”

Investigadores del Baryon Oscillation Spectroscopic Survey' (BOSS)‎ han realizado una medida del universo con una precisión de un 1%, la mayor alcanzada hasta ahora, y a una distancia de 6.000 millones de años luz.

Ésta y otras mediciones futuras con semejante precisión resultarán claves para determinar la naturaleza de la llamada energía oscura, una forma de materia o energía que estaría presente en todo el espacio, produciendo una presión que tiende a acelerar la expansión del Universo. En el modelo estándar de la cosmología, la energía oscura aporta casi tres cuartas partes de la masa-energía total del Universo.

Según declaraciones del investigador principal del BOSS, David Schlegel‎, que también es físico del Lawrence Berkeley National Laboratory (de California, EEUU), "hace 20 años, los astrónomos discutían sobre estimaciones divergentes hasta en un 50%. Hace cinco años, nosotros llevamos esa incertidumbre hasta el 5% y, hace un año, hasta el 2%; la precisión del 1% será el estándar durante mucho tiempo".

BOSS es el programa más ambicioso de Sloan Digital Sky Survey (Exploración Digital del Espacio Sloan), un proyecto de inspección del espacio mediante imágenes en el espectro visible y de corrimiento al rojo, que se desarrolla desde 2000 en el observatorio Apache Point de Nuevo México.

Desde 2009, BOSS ha registrado con alta precisión más de un millón de galaxias, lo que ha supuesto poder retroceder en la historia del cosmos más de seis mil millones años. El programa continuará recogiendo datos hasta junio de este año. La presente medición ha podido realizarse gracias a que ya se cuenta con un 90% de los datos finales: los registros de 1.277.503 galaxias.

Cuando se haya completado el programa, éste habrá registrado los espectros de 1,3 millones de galaxias, 160.000 cuásares y otros miles de objetos astronómicos.

La huella visible del inicio del cosmos

Para poder hacer estos registros galácticos, BOSS aprovecha las llamadas oscilaciones acústicas de bariones (BAO)‎, que son ondulaciones periódicas en la distribución de las galaxias cuya escala constituye una auténtica “regla estándar” para la medición de la evolución de la estructura del universo. Las BAO son la huella que queda en la materia visible de las condiciones iniciales del cosmos.

Combinando esta medida con otras medidas recientes –como la de la radiación cósmica de fondo de microondas - se han alcanzado resultados que señalan que la energía oscura es una constante cosmológica cuya fuerza no varía en el espacio o en el tiempo.

Este dato es importante pues "la comprensión de la causa física de la expansión acelerada (del universo) sigue siendo uno de los problemas más interesantes de la física moderna”, explican los autores del avance en un comunicado del Berkeley Lab.

Ahora, serán necesarios complejos algoritmos informáticos para la conciliación de las incertidumbres inherentes a las mediciones realizadas. En este sentido, el Energy Research Scientific Computing Center Nacional (NERSC)‎, con sede en el Berkeley Lab, resultará fundamental porque proporciona un lugar de encuentro virtual en el que miembros participantes en el programa de todo el mundo pueden compartir datos y recursos.

Los resultados obtenidos han sentado las bases para el proyecto internacional DESI, en el que participarán 50 instituciones y se cartografiarán más de 20 millones de galaxias y más de tres millones de cuásares. Con DESI podrían aumentarse los conocimientos de la expansión del universo, desde la primera aparición de la radiación cósmica de fondo de microondas hasta hoy.