Astrónomos usan la luz más antigua jamás vista para calcular desde Chile la edad del universo: 13,77 mil millones de años

La aparición de dos resultados divergentes motivó una polémica entre los astrónomos, que no podían establecer con certeza qué método era el más claro: si el de un telescopio lanzado a fines de los años 2000, o los estudios de un Nobel. Esto, hasta que el telescopio de Atacama entró al ruedo.




Desde 2007, el Telescopio de Cosmología de Atacama (ACT), un aparato ubicado a 5.190 metros sobre el nivel del mar en el desierto de Atacama, ha estado estudiando el universo temprano y grandes galaxias, buscando desentrañar los misterios de los primeros instantes tras el Big Bang, punto inicial en el que se formó la materia, el espacio y el tiempo.

Sin embargo, últimamente los astrónomos había intentado ponerse de acuerdo en hace cuánto tiempo ocurrió la llamada “gran explosión”, debido a dos posiciones que no lograban establecer una cifra concreta: las mediciones del telescopio Planck y la del Nobel Adam Riess, quien ganó un galardón en 2011 por sus trabajos sobre la expansión acelerada del universo a través de observaciones de supernovas distantes.

Rolando Dünner, astrónomo del Instituto de Astrofísica UC e investigador del Centro de Astrofísica CATA, es uno de los autores de un estudio publicado este lunes en el que se explica cómo los astrónomos por fin pudieron llegar a un consenso, gracias a observaciones realizadas desde Chile con el ACT, estableciendo la cifra “oficial” de 13,77 mil millones de años.

“Los resultados del estudio corresponden al análisis de los años 2013 a 2015. En ese tiempo se midió esta radiación del fondo cósmico, un brillo remanente del comienzo del universo tras el Big Bang, la primera luz que logró brillar y viaja por el espacio”, dice el astrónomo. “Esta radiación de fondo contiene una instantánea de cómo era la distribución de las propiedades de la materia en el universo cuando tenia un 0,002% de la edad actual, muy joven”.

“Lo interesante es que de esta forma podemos aprender mucho sobre las propiedades macroscópicas del universo, como su composición, estructura o tamaño, y si lo combinamos con el hecho de conocer un modelo matemático y físico que modela al universo en su evolución, podemos usar estos datos para ajustarlo y saber cómo es el universo hoy”, agrega.

Dünner explica que tal como una bala sale disparada por una pistola, por las ecuaciones físicas sabemos qué trayectoria debe tener, y dependiendo de su velocidad y dirección podemos saber dónde va a caer.

Es lo mismo con el universo: tenemos un modelo físico de cómo funciona, y conociendo las condiciones iniciales sabemos como funciona en la actualidad, ya sea en la distribución de las galaxias, medición de los componentes químicos e incluso la tasa de expansión del universo”, señala.

Parte de una nueva imagen de la luz más antigua del universo tomada por el Telescopio de Cosmología de Atacama. Esta parte cubre una sección del cielo 50 veces el ancho de la luna, lo que representa una región del espacio de 20 mil millones de años luz de ancho. La luz, emitida sólo 380.000 años después del Big Bang, varía en polarización (representada aquí por colores más rojos o más azules). Los astrofísicos utilizaron el espacio entre estas variaciones para calcular una nueva estimación de la edad del universo. (Imagen: ACT)

Polémica

Fue en tal escenario donde aparecieron los estudios del telescopio Planck, dando un resultado preciso para la tasa de expansión del universo, pero al mismo tiempo generando una suerte de polémica entre los astrónomos.

“En términos simples, si conocemos a que velocidad se expande hoy el universo y echamos a correr el tiempo hacia atrás, sabemos en qué momento partió. Es como se mide la edad: no se mide directamente, se infiere en base a la tasa de expansión y el modelo”, cuenta el astrónomo UC.

“Eso, hasta que Adam Riess mejoró la precisión en sus mediciones, encontrando que los números no coincidían dentro de la incertidumbre esperada (margen de error de millones de años), sino que la diferencia era muy mayor, abriendo una disputa entre los astrónomos a principios de 2020”, indica.

“El tema era cómo podíamos distinguir si la medición de Planck tenía algún error en su medición; sólo se argumentaba que quizá no estaba bien hecho”, añade Dünner.

Es en ese momento donde entra el telescopio atacameño: usando datos independientes del telescopio Planck se midió cuánto tenia que ser la tasa de expansión hoy, y por ende la edad del universo, dando la razón al telescopio por sobre el Nobel, pero al mismo tiempo generando una serie de cuestionamientos.

“Podría también ser un error de medición, o hay un fenómeno físico que no estamos entendiendo, en el que, volviendo a la analogía la pistola, sabes dónde tiene que caer la bala si hay aire, pero cambia cuando no lo hay. Tal vez no se estaba considerando algo porque el modelo físico tenia un problema. Habría que distinguir si se trataba de un problema de modelo o medición”, afirma el astrónomo.

“Existen dos grandes caminos a seguir: uno es que la medición de las supernova hecha por Adam Riess tiene un problema que el aún no considera; aunque ha trabajado mucho en su precisión, todavía alguien podría decir que falta algún detalle, como si no hubiese aire en la bala”.

La otra alternativa es que hay algo en la física que desconocemos, algo en el modelo cosmológico que permite conectar el universo primigenio con el actual que desconocemos, y que podría ocultar algún secreto de la naturaleza, un componente del universo, propiedad de la materia o energía oscura que no conocemos y que permita explicar esa discrepancia”, sostiene Dünner.

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