Un equipo de astrónomos ha conseguido hacer el mapa más preciso hasta la fecha de algo que, por definición, no podemos ver: la materia oscura. El mapa representa una prueba más en favor de los modelos cosmológicos que parten la teoría general de la relatividad, pero no solventan uno de los mayores misterios contemporáneos en investigación del cosmos.
Respaldo a los postulados de Einstein. Gracias a los datos compilados por el Telescopio de Cosmología de Atacama (ACT), un equipo de investigadores ha podido crear el mapa más detallado hasta la fecha de cómo se podría repartir la materia oscura en el universo conocido. Uno de los aspectos más relevantes de este trabajo es que sus resultados son acordes a lo previsto en los modelos considerados “estándar” en la cosmología contemporánea, modelos donde la teoría de la relatividad general es una pieza clave.
Rango. El mapa cubre aproximadamente una cuarta parte de lo que sería nuestra bóveda celeste, pero lo hace con el mayor nivel de detalle logrado hasta la fecha. Hasta ahora el mapeo del satélite Planck era que mejores datos había compilado, con el 65% de la bóveda cartografiada. Con menos precisión, eso sí, que el actual mapa.
Cómo cartografiar lo que apenas sabemos si existe. Según cálculos recientes, la materia oscura comprendería cerca del 29% de todo lo que hay en el universo (siendo algo más del 66% energía oscura), y un 85% de toda la materia del cosmos. A pesar de ello, la única prueba que tenemos de su existencia es su interacción gravitatoria que sí podemos observar.
Presencia o ausencia. Es precisamente esta interacción la que han aprovechado los astrónomos para señalar la presencia o ausencia relativa de materia oscura en las distintas regiones de nuestro universo. Según nuestro conocimiento sobre la interacción gravitatoria, ésta se genera porque la masa dota de curvatura al espacio-tiempo.
Esto hace que la luz tome caminos curvados, como lo haría a través de una lente o, más precisamente, como lo hace ante el efecto que denominamos lente gravitatoria, que los astrónomos utilizan a menudo para estudiar mejor objetos situados en los confines del universo observable.
Esquema que muestra la evolución de la radiación de fondo de microondas (CMB) desde su aparición unos cientos de miles de años después del "Big Bang" hasta hoy. Abajo a la izquierda, el nuevo mapa. Lucy Reading-Ikkanda / Simons Foundation and the ACT Collaboration
Luz de fondo. Los astrónomos han aprovechado para ello una luz concreta, la que llamamos radiación de fondo de microondas (CMB). Con la CMB como telón de fondo, el equipo pudo detectar el influjo gravitatorio que desviaba los haces de esta radiación que llegan hasta nuestro planeta. Con ello, pudieron retectar las regiones del cosmos donde la materia oscura se acumularía.
“Es emocionante ser capaz de ver lo invisible, descubrir este andamiaje de la materia oscura que mantiene nuestras galaxias visibles llenas de estrellas”, explicaba en una nota de prensa Jo Dunkley, miembro del equipo responsable de la creación de este mapa. “En esta nueva imagen, podemos ver directamente la red cósmica invisible de materia oscura que rodea y conecta galaxias.”
Sin despejar la gran crisis de la cosmología. Probablemente tengamos que esperar hasta 2027 antes del siguiente gran paso en la búsqueda de la escurridiza materia oscura. Para entonces se prevé que el futuro telescopio espacial de la NASA, el Nancy Grace Roman (antes llamado Telescopio de Sondeo Infrarrojo de Campo Amplio), se sitúe en órbita con la misión de buscar datos que nos indiquen la presencia de materia y energía oscuras.
Más dudas. Hay otra cuestión que el nuevo mapa tampoco resuelve, la llamada “gran crisis de la cosmología”. Sabemos que el universo se expande, pero nadie sabe a qué ritmo. Mientras las estimaciones de esta velocidad de expansión tomadas en base a observaciones de objetos que, como las cefeidas, pueden ayudarnos a calcular distancias relativas ofrecen un valor para este ritmo de expansión (la constante de Hubble); las medidas basadas en los modelos y en esta radiación CMB, ofrecen una estimación distinta de esta velocidad.
Los resultados del ACT, basados en esta radiación, son consistentes con esta segunda familia de medidas. Es por eso que todo parece indicar que el misterio continuará sin resolverse. Al menos este enigma deja una interesante puerta abierta para la tan ansiada “nueva física” del futuro.
En Xataka | Hay cosas que aún se nos escapan de la gravedad. ¿Es posible que Einstein se equivocara?
Imagen | Telescopio de Cosmología de Atacama (ACT)
*Una versión anterior de este artículo se publicó en abril de 2023
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