El universo visible: «una pequeña parte de los efectos del Big Bang»
Avi Shaper Con el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT a través de Cristóbal ConsellsY el telescopio espacial Hubble y Martín Reese En el futuro
«Es alucinante que más del 90% de las galaxias del universo aún no hayan sido estudiadas. Quién sabe qué encontraremos cuando observemos estas galaxias con la próxima generación de telescopios», dice el astrónomo. Cristóbal Consellsquien dirigió el equipo de 2016 que descubrió que hay diez veces más galaxias en el universo de lo que se pensaba anteriormente, y más espacio para buscar vida extraterrestre.
Galaxias tenues del universo muy primitivo
Desde entonces, se han realizado varios estudios que ya muestran que hay más galaxias débiles en el universo distante de lo que pensábamos originalmente. Esto incluye estudios con el telescopio espacial Hubble que examinan las galaxias más débiles que podemos detectar utilizando la capacidad de acercarnos a galaxias distantes a través de un efecto llamado lente gravitacional», escribió Conslis en un correo electrónico a Galaxia diaria.
«Estos estudios confirmaron la abundancia de galaxias tenues en el universo primitivo», explicó. De manera similar, los estudios de la cantidad de luz dispersada en el universo muestran que hay al menos dos factores de luz más en el universo de lo que pensábamos. No sabemos de qué está hecha esta luz, pero es posible que se trate de galaxias perdidas que aún no hemos descubierto. Pronto, se lanzará el Telescopio Espacial James Webb, y la gran apertura de este telescopio nos permitirá explorar galaxias individuales más profundamente que antes y nos brindará observaciones del 90% de las galaxias que faltan. Hasta entonces, todavía no estamos seguros de cuáles son la gran mayoría de las galaxias del universo».
Imágenes de los campos de frontera del Hubble
Un equipo de 2016 que utilizó datos del telescopio espacial Hubble y otros telescopios de la NASA/ESA hizo un recuento exacto del número de galaxias, y la imagen en sí fue producida por Cooperación en campos fronterizos (un esfuerzo conjunto de los telescopios espaciales Hubble, Spitzer y Chandra de la NASA) que permite a los científicos detectar galaxias que son hasta 100 veces más débiles que las capturadas de forma independiente antes.
Una de las incógnitas más fundamentales en astronomía es el número de galaxias que contiene el universo. Las imágenes de campo profundo del Hubble, tomadas a mediados de la década de 1990, revelaron innumerables cantidades de galaxias más débiles. Se estima que el universo observable contiene entre 100 y 200 mil millones de galaxias.
El equipo internacional dirigido por Conselice demostró que esta cifra es al menos 10 veces menor. que ellos Llegó a esta conclusión utilizando imágenes del espacio profundo del Hubble, datos del trabajo anterior de su equipo y otros datos publicados. Convirtieron con precisión las imágenes en 3D, con el fin de realizar mediciones precisas del número de galaxias en diferentes momentos de la historia del universo.
Además, utilizaron nuevos modelos matemáticos que permitieron inferir la existencia de galaxias que la generación actual de telescopios no puede observar. Esto llevó a la sorprendente conclusión de que, para hacer cálculos, aproximadamente el 90% de las galaxias en el universo observable son muy débiles y están demasiado lejos para verlas, todavía.
energía oscura
Debido a que la gravedad es superada por una fuerza misteriosa que acecha en el espacio vacío, que los astrónomos han llamado energía oscura, que está separando las galaxias, todo lo que la humanidad podrá ver después de cien mil millones de años serán las estrellas muertas y moribundas de nuestro grupo local.
Pero estos, dice el astrónomo Martin Riess-V En el futuroque no formaba parte del equipo de Conselice, «podría continuar durante billones de años, tiempo suficiente, tal vez, para que la tendencia a largo plazo de los sistemas vivos gane complejidad y ‘entropía negativa’ para alcanzar un pico. Todos los átomos que antes eran en las estrellas y el gas se pueden convertir en estructuras tan complejas como un organismo vivo o una oblea de silicio, pero en una escala cósmica. Contra un fondo oscuro, los protones pueden decaer, las partículas de materia oscura se aniquilan, los destellos ocasionales como los agujeros negros se evaporan y luego caen. silencioso.»
Solo podemos ver un número limitado de galaxias porque hay un horizonte, un caparazón a nuestro alrededor, que define la mayor distancia desde la que la luz nos puede alcanzar. Pero este caparazón, señala Reese, «no tiene más significado físico que el círculo que define tu horizonte si estás en medio del océano».
Formación de arriba hacia abajo de la estructura en el universo.
Al analizar los datos, el equipo miró hacia atrás más de 13 mil millones de años. Esto les mostró que las galaxias no están distribuidas uniformemente a lo largo de la historia del universo. De hecho, parece haber un factor de 10 galaxias más por unidad de volumen cuando el universo tenía unos miles de millones de años de lo que es hoy. La mayoría de estas galaxias eran relativamente pequeñas y tenues, con masas similares a las de las galaxias satélite que rodean la Vía Láctea.
Estos resultados son una fuerte evidencia de que ocurrió un desarrollo importante a lo largo de la historia del universo, en el que las galaxias se fusionaron, reduciendo en gran medida su número total. «Esto nos da la validación de lo que se llama la formación de arriba hacia abajo de la estructura en el universo», explica Consells.
Paradoja de Olbers
La disminución del número de galaxias a medida que avanza el tiempo también contribuye a resolver la paradoja de Olbers: por qué el cielo está oscuro por la noche. El astrónomo Heinrich Olbers argumentó que el cielo nocturno debe estar permanentemente bañado en luz, porque en un universo inmutable lleno de un número infinito de estrellas, cada parte del cielo debe estar ocupada por un objeto brillante. Sin embargo, nuestra comprensión moderna del universo es que es finito y dinámico, no infinito y estático.
El equipo llegó a la conclusión de que existe tal abundancia de galaxias que, en principio, cada punto del cielo contiene parte de una galaxia. Sin embargo, la mayoría de estas galaxias son invisibles para el ojo humano e incluso para los telescopios modernos, debido a una combinación de factores: el desplazamiento hacia el rojo de la luz, la naturaleza dinámica del universo y la absorción de luz por el polvo y el gas intergaláctico se combinan para garantizar que el cielo nocturno permanece mayormente oscuro.
Los astrónomos confían en que el volumen del espacio-tiempo dentro del alcance de nuestros telescopios, el «universo», es solo una pequeña fracción de los efectos del Big Bang. «Habríamos esperado más galaxias más allá del horizonte, que no se podían observar, cada una de las cuales (junto con la inteligencia que albergan) evolucionaría de manera similar a la nuestra», concluye Rees.
Imagen de portada: Los investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias tardaron casi tres años en producir esta profundidad. imagen del universo Tomado desde el espacio, recuperando una gran cantidad de luz «perdida» alrededor de las galaxias más grandes en el Campo Ultra Profundo del Hubble.
Avi Shaper Con el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT a través de Cristóbal ConsellsY el telescopio espacial Hubble y Martín Reese En el futuro
Crédito de la imagen superior: licencia de Shutterstock
Avi Shaper Científico investigador, Instituto MIT Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial. a Google AcadémicoAvi fue antes un Becario de la NASA Sagan en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL). No en vano, su lema es una cita de Carl Sagan: «En algún lugar, hay algo increíble esperando ser conocido».
