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| Los investigadores utilizaron el Telescopio Cosmológico de Atacama para crear este nuevo mapa de la materia oscura. Las regiones naranjas muestran dónde hay más masa; las púrpuras, dónde hay menos o ninguna. Los rasgos típicos tienen cientos de millones de años luz de diámetro. La banda blanquecina muestra dónde la luz contaminante del polvo de nuestra Vía Láctea, medida por el satélite Planck, oscurece una visión más profunda. El nuevo mapa utiliza la luz del fondo cósmico de microondas (CMB) esencialmente como luz de fondo para siluetear toda la materia entre nosotros y el Big Bang. "Es un poco como dibujar una silueta, pero en lugar de tener sólo negro en la silueta, tienes textura y bultos de materia oscura, como si la luz fluyera a través de una cortina de tela con muchos nudos y protuberancias", explica Suzanne Staggs, directora de ACT y catedrática de Física Henry DeWolf Smyth de Princeton. "La famosa imagen azul y amarilla del CMB es una instantánea de cómo era el universo en una sola época, hace unos 13.000 millones de años, y ahora esto nos da la información de todas las épocas desde entonces". Crédito: ACT Collaboration |
Utilizando la luz del fondo cósmico de microondas (CMB) como luz de fondo, los científicos de la colaboración del Telescopio Cosmológico de Atacama (ACT) han creado un nuevo mapa de la materia oscura distribuida por una cuarta parte del cielo, que se extiende hasta las profundidades del cosmos. El estudio confirma la teoría de Einstein sobre cómo las estructuras masivas crecen y curvan la luz a lo largo de los 14.000 millones de años de vida del universo.
Los científicos utilizaron el CMB para delinear toda la materia entre el Big Bang y nosotros. La nueva imagen muestra la invisible red cósmica de materia oscura que rodea y conecta las galaxias.
El experimento se propuso inicialmente en 2003. En aquel momento, los científicos aún no conocían toda la información que podía extraerse del telescopio. Pero, gracias a la astucia de los teóricos para construir nuevos instrumentos que hicieran el telescopio más sensible y a las últimas técnicas de análisis.
Suzanne Staggs, directora del ACT, y Henry DeWolf Smyth, catedrático de Física de la Universidad de Princeton, declararon: "Es un poco como la silueta, pero en lugar de tener sólo negro en la silueta, tienes textura y grumos de materia oscura, como si la luz atravesara una cortina de tela con muchos nudos y protuberancias". La famosa imagen azul y amarilla del CMB [de 2003] es una instantánea de cómo era el universo en una sola época, hace unos 13.000 millones de años, y ahora esto nos da la información de todas las épocas desde entonces".
Jo Dunkley, profesor de física y ciencias astrofísicas que dirige el análisis para ACT, declaró: "Es emocionante poder ver lo invisible, descubrir este andamiaje de materia oscura que sostiene nuestras galaxias visibles llenas de estrellas."
El coautor Blake Sherwin, doctorado en 2013 en Princeton y profesor de cosmología en la Universidad de Cambridge, donde dirige un gran grupo de investigadores de ACT, afirmó: "Sorprendentemente, el 80% de la masa del universo es invisible. Al cartografiar la distribución de la materia oscura en el cielo a las mayores distancias, nuestras mediciones de lentes ACT nos permiten ver este mundo invisible."
Los científicos estudiaron cómo la atracción gravitatoria de las enormes estructuras de materia oscura puede deformar el CMB a lo largo de su viaje de 14.000 millones de años hasta la Tierra, de forma muy parecida a cómo las ventanas viejas y arrugadas pueden doblar y distorsionar lo que podemos ver a través de ellas.
Mathew Madhavacheril, un postdoctorado de Princeton 2016-2018 que es el autor principal de uno de los artículos, dijo: "Hemos hecho un nuevo mapa de masa utilizando distorsiones de la luz sobrante del Big Bang. Sorprendentemente, proporciona mediciones que muestran que tanto el abultamiento del universo como la velocidad a la que está creciendo después de 14.000 millones de años de evolución son justo lo que cabría esperar de nuestro modelo estándar de cosmología basado en la teoría de la gravedad de Einstein."
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| La investigación realizada por la colaboración del Telescopio Cosmológico de Atacama ha culminado en un nuevo e innovador mapa de la materia oscura distribuida por una cuarta parte de todo el cielo, que se adentra en las profundidades del cosmos. Los hallazgos refuerzan la teoría de la relatividad general de Einstein, que ha sido la base del modelo estándar de la cosmología durante más de un siglo, y ofrecen nuevos métodos para desmitificar la materia oscura. Fotografía: Lucy Reading-Ikkanda, Fundación Simons |
Sherwin añadió: "Nuestros resultados también aportan nuevas ideas a un debate en curso que algunos han denominado "La crisis de la cosmología"." Esta "crisis" tiene su origen en mediciones recientes que utilizan una luz de fondo distinta de la CMB, emitida por las estrellas de las galaxias. Estos resultados sugieren que la materia oscura no era lo suficientemente grumosa según el modelo estándar de la cosmología y han suscit ado la preocupación de que el modelo pueda estar roto. Sin embargo, los últimos resultados del equipo del ACT evalúan con precisión que los enormes grumos que se ven en esta imagen tienen el tamaño exacto".
Frank Qu, autor principal de uno de los trabajos y estudiante de posgrado en Cambridge y antiguo investigador visitante en Princeton, declaró: "Aunque estudios anteriores apuntaban a fisuras en el modelo cosmológico estándar, nuestros hallazgos proporcionan nuevas garantías de que nuestra teoría fundamental del universo se mantiene."
Según Staggs, "el CMB ya es famoso por sus mediciones sin parangón del estado primordial del universo, por lo que estos mapas de lentes, que describen su evolución posterior, son casi una vergüenza de riquezas. En lugar de una 'crisis', tenemos una oportunidad extraordinaria para utilizar estos diferentes conjuntos de datos juntos."
"Nuestro mapa incluye toda la materia oscura, remontándose al Big Bang, y los otros mapas miran hacia atrás unos 9.000 millones de años, lo que nos da una capa mucho más cercana a nosotros. Podemos comparar los dos para aprender sobre el crecimiento de las estructuras en el universo. Va a resultar interesante. Que los dos enfoques obtengan mediciones diferentes es fascinante".
Los científicos han enviado una serie de artículos a The Astrophysical Journal.