8/11/08

y2a -El Universo se cae

El Universo se cae

“Todo el universo visible se desliza cuesta abajo”. De esta manera tan enigmática resume un astrofísico español el resultado de 8 años de investigación. Muchos expertos consideran este trabajo uno de los más importante de las últimas décadas. Incluso han llegado a bautizar el fenómeno como “movimiento oscuro” (dark flow). Veamos cómo es posible que una parte del universo se esté colando por un sumidero cósmico sin explicación aparente.

Conociendo al movimiento oscuro

Retrato en microondas de cuando el Universo era un crío. El flujo oscuro se dirige hacia el punto rosa

Si fuésemos religiosos diríamos que se trata de la mano de Dios que está tirando de las orejas del universo para darnos una lección de lo mal que nos portamos. Si fuésemos entusiastas de los Marvel, pensaríamos que Galactus anda tramando alguna estratagema en los confines de lo conocido. Pero como somos Neoteo no nos queda más remedio que mostrar lo que está ocurriendo en realidad. Y el hecho cierto lo conforman los estudios de un grupo de astrofísicos que han realizado un hallazgo espectacular. Tanto que incluso han sentado un nuevo concepto en la ciencia cosmológica, el de flujo o movimiento oscuro, un desplazamiento neto y general de los cúmulos de galaxias hacia un mismo rincón del cielo, que hasta ahora nadie había detectado y cuya explicación aún es tan misteriosa como su nombre.

La teoría dominante asegura que los cúmulos deberían desplazarse en múltiples direcciones, y los más lejanos deberían moverse más despacio. Hasta ahora esa afirmación parecía ser la correcta y la comunidad científica se sentía ufana de poseer un modelo fiable y explicativo de la realidad cósmica. Sin embargo, este grupo de astrofísicos formado por el español Fernando Atrio-Barandela de la Universidad de Salamanca, Sasha Kashlinsky del Centro Espacial Goddard de la NASA, y por otros dos científicos de las universidades de California y Hawai (EEUU), han descubierto en sus análisis unas fuertes discrepancias con el modelo comúnmente aceptado. “De ninguna manera esperábamos encontrar algo así”, relata Atrio-Barandela. El científico explica cuál era el objetivo de su trabajo: “Queríamos medir la velocidad de los objetos. Además de la expansión general, hay una perturbación por la materia vecina debida a la atracción gravitatoria. Si descontamos la primera, obtenemos el movimiento peculiar de los objetos”.

Región donde se sospecha del movimiento oscuro

"Hemos determinado que los cúmulos tienen una velocidad pequeña, que es independiente de la expansión general del Universo y no cambia conforme aumenta la distancia", declara el doctor Kashlinsky. "Nunca esperábamos encontrar algo como esto", comenta. Kashlinsky y su grupo denominan a esta especie de “pellizco de Dios” como movimiento oscuro en línea con dos misterios cosmológicos más familiares: la materia oscura y la energía oscura. "La distribución de materia en el Universo observable no puede explicar este movimiento", afirma. Los flujos locales de galaxias y cúmulos de galaxias son bien conocidos. Se sabe con cierta precisión los movimientos que realizan estas agrupaciones cósmicas y la dirección que toman. Como ejemplo nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, se está acercando a la galaxia de Andrómeda, y el grupo que incluye tanto a Andrómeda como a la Vía Láctea se está a su vez moviendo a unos 600 kilómetros por segundo. Estos desplazamientos están provocados por la atracción gravitatoria de la materia, tanto la “normal” como la materia oscura, que están distribuidas en concentraciones desiguales y eso genera unos movimientos con direcciones concretas dentro de cada cúmulo de galaxias. A esto se le llama anisotropías y midiéndolas ha sido como este grupo de científicos han llegado a la sorprendente conclusión de que hay algo fuera del universo visible que está tirando de la manta hacia un lugar determinado.

La poderosa sonda WMAP ofrece mediciones muy precisas del fondo cósmico de microondas

¿Cómo lo han hecho? Los cúmulos de galaxias son concentraciones masivas de materia oscura, galaxias y gas, este último a temperaturas de millones de grados. Este gas caliente afecta a los fotones de la radiación cósmica de microondas produciéndoles un cambio de frecuencia que refleja cuanto se separa el movimiento de cada cúmulo individual de la expansión general del Universo. El resultado es un pequeño cambio en la temperatura de la radiación de fondo en la dirección del cúmulo. Los astrónomos denominan a este cambio efecto Sunyaev-Zeldovich (SZ) cinemático. Una distorsión análoga, denominada efecto SZ térmico ha sido observada en cúmulos de galaxias desde los años 80, pero la componente cinemática, que es unas diez veces más débil, no ha sido hasta ahora medida en ningún cúmulo de manera individual.

En el año 2000, Kashlinsky y Fernando Atrio-Barandela, mostraron como se podía aislar e identificar la componente SZ cinemática. La técnica requería combinar la señal de un gran número de cúmulos. Los investigadores recopilaron tres años de datos de la Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson de la NASA (WMAP), un satélite que escucha el fondo de microondas del Universo, una especie de eco del Big Bang. Su asociación con Dale Kocevski (de la Universidad de California en Davis) y Harald Ebeling (de la Universidad de Hawai) les permitió estudiar un catálogo único que habían creado en su etapa de becarios y que contenía más de 700 cúmulos galácticos emisores de rayos X hasta una distancia de 6.000 millones de años luz, casi la mitad del Universo visible. La sorpresa llegó al descubrir que, al menos hasta los 1.000 millones de años luz, los cúmulos se movían a una velocidad uniforme, entre 600 y 1.000 kilómetros por segundo, y en una sola dirección hacia una región de unos 20 grados de diámetro entre las constelaciones de Centauro y Vela. El sumidero estelar.

La materia oscura y el movimiento oscuro podrían estar relacionados

Este resultado choca frontalmente con los modelos cosmológicos actuales, que predicen que estos movimientos disminuyen conforme aumenta el tamaño de la región considerada. Los cosmólogos consideran que el fondo cósmico de microondas, un destello de luz emitido 380.000 años después del Big-Bang, es un sistema de referencia con respecto al cual la distribución de materia estaría en reposo, y los movimientos peculiares a gran escala deberían tener una amplitud diez veces más pequeña.

¿Y qué se esconde allí que ejerza tal atracción gravitatoria? Atrio-Barandela considera que el modelo actual no puede explicar esta anomalía pero por ahora no tiene una respuesta. También asegura este astrofísico que según aparezca este fenómeno de modo generalizado o de forma local serán distintas las conclusiones definitivas y confía en que la sonda Planck, que la ESA lanzará en 2009, recoja datos de cúmulos más lejanos para ampliar las observaciones y ayudar así a dirimir esta incógnita.

Explicando el movimiento oscuro

La sonda Planck promete nuevos datos que confirmarían el hallazgo

¿Qué ocurriría en uno y otro caso? “Si es un fenómeno general, sería la segunda evidencia de que hay materia más allá del horizonte cósmico”, afirma Atrio-Barandela, “pero esta materia sería diferente a lo que conocemos”. En el caso de ser un fenómeno único, quizá sería aún más complicado: “Si el fenómeno es local, debería explicarse sólo por atracción gravitatoria, y requeriría concentraciones de materia o huecos que lo provocasen; pero no hay tales en la estructura actual del Universo”. En este caso, el científico da a entender que el modelo actual se encontraría en serios aprietos. En su sospecha triunfa la primera hipótesis: “Creemos que es general, que hay un gradiente (inclinación) intrínseco y natural que induce al Universo a caer pendiente abajo. Entonces la causa estaría fuera”. Eso mismo decía Fox Mulder.

Ya tiene que ser grande para pegarle estos pellizcos al culo del Universo

¿La causa? Pues vaya usted a saber pero algunos acuden desesperados a la llamada inflación, un suceso que propone un modelo modificado del Big Bang y que tras la gran explosión habría arrojado materia más allá del Universo observable. Durante este periodo, que habría ocurrido muy temprano en la historia evolutiva del Universo, este habría sufrido una expansión hiper-acelerada con lo que la región que actualmente podemos ver sería solo una pequeña parte de todo el cosmos. Estos científicos sugieren que los cúmulos están respondiendo a una atracción gravitatoria de la materia que fue empujada más allá del Universo observable durante el periodo inflacionario. "Nuestra medida podría permitirnos explorar el estado del cosmos previo a la época inflacionaria", apostillan. Resulta muy curioso lo que agrega el científico: “Nuestros datos encajan en un paisaje cosmológico propuesto por Laura Mersini-Houghton, según el cual puede haber hasta 10 elevado a 500 universos (un 1 seguido de 500 ceros) unidos entre sí por túneles cuánticos”. El astrofísico señala que la velocidad en estos túneles que ha calculado Mersini es similar a la del flujo oscuro. Según eso, existen infinidad de universos veleidosos danzando tan ricamente por las eternidades del espacio( y yo con estos pelos).

El siguiente paso es reducir las incertidumbres en la medida. "Necesitamos una descripción más exacta de cómo el gas caliente se distribuye en los cúmulos de galaxias", comenta Atrio-Barandela. "Estamos compilando un catálogo más grande y profundo que nos permita mejorar la medida", añade Ebeling. Estos científicos planean extender el análisis utilizando las nuevas medidas de WMAP, hechas públicas en Marzo pasado. "Si este flujo se confirma y se encuentra que sigue aún a grandes distancias, puede ofrecernos una fascinante oportunidad de examinar el estado del Universo en un momento que nunca será accesible a la observación directa", concluye Ebeling.

Debe resultar molesto que te tiren de las pestañas cósmicas

Pero el aplauso no ha sido unánime. El astrofísico de la Universidad de California Ned Wright, una autoridad en cosmología, ha sido el más crítico. Una de las alegaciones presentadas contra los métodos del estudio es que la medición puede estar falseada debido a que ‘WMAP’ ignora un área del cielo, la que queda oscurecida por la mancha de la Vía Láctea, donde el ‘ruido’ enmascara los datos. Los autores han refutado las objeciones de Wright, argumentando que no afecta a las conclusiones de su estudio. Hume Feldman, astrofísico de la Universidad de Kansas, ha detectado un flujo similar pero algo mas débil y dijo también que el estudio del grupo de Kashlinsky le parecia muy interesante e intrigante pero que aún quedaba mucho trabajo por hacer. A su vez, David Spergel, astrofísico de la Universidad de Princeton, se hacía eco de dichas opiniones y declaraba que hasta que los resultados no fueran analizados por otros grupos tenía serias dudas sobre la validez de las conclusiones de este trabajo pero añadió que si el resultado se mantiene firme eso supondría unas fuertes implicaciones sobra la cosmología actual. Y es que no todo el mundo está dispuesto a reescribir las leyes de la física tan pronto.

¿Dios juega a pellizcar el tejido del universo? ¿Será un aviso cariñoso o más bien está tratando de arrancarnos la tajada? Permanezcan atentos a sus pantallas (o la Sonda Planck).