Nueva medida de la expansión del universo

Nueva medida de la expansión del universo
El universo está estirándose desde la gran explosión inicial, el Big Bang, hace unos 13.700 millones de años, y determinar la tasa de dicha expansión con la mayor precisión posible ha sido un objetivo fundamental de los cosmólogos desde hace décadas.

Fue el astrónomo estadounidense Edwin Hubble quien descubrió, a finales de los años veinte del siglo pasado, que el universo no es estático, sino que las galaxias están alejándose unas de otras, y estableció la llamada constante que lleva su nombre, según la cual a mayor distancia de una galaxia, mayor es su velocidad de recesión respecto al observador. Tan importante es determinar el valor de la Constante de Hubble (para conocer el tamaño y la edad del universo) que el mítico telescopio espacial del mimo nombre se lanzó al espacio (en 1990) con el cometido prioritario de establecer dicho valor; de este proyecto de investigación se encargó la astrónoma Wendy Freedman, que lidera ahora el equipo que ha mejorado la medida. El valor de ahora establecido es 74.3 (más/menos 2,1) kilómetros por segundo por megaparsec (un megaparsec es aproximadamente tres millones de años luz). Esto significa mejorar el resultado obtenido con el telescopio Hubble reduciendo la incertidumbre a un 3%, lo que supone “un paso de gigante en la precisión de las medidas cosmológicas”, destaca la NASA.

El Spitzer observa el cielo en infrarrojo y, gracias a esta capacidad, ve a través de nubes de polvo que pueden estar envolviendo los astros. Por eso ha podido estudiar mejor con un tipo concreto de estrellas, llamadas cefeidas, que los astrónomos utilizan para medir distancias en el universo.

Las cefeidas son estrellas pulsantes y su pulso está directamente relacionado con su brillo intrínseco, como descubrió Henrietta Leavitt en 1908, por lo que se puede calcular directamente la distancia a la que están y son peldaños fundamentales de la llamada escala de distancias cósmicas. Los expertos de la NASA lo explican con el ejemplo de una persona que sujeta una vela mientras se aleja del observador: cuanto más lejos esté más débil de verá la luz de la vela, pero si uno conoce su el brillo intrínseco puede calcular la distancia. De igual modo, como de una cefeida se conoce su brillo intrínseco por su pulso, se puede saber cómo de lejos está. Los astrónomos combinan esta información con la velocidad a la que se están alejando los cuerpos celestes de nosotros para determinar el valor de la Constante de Hubble. Y si se logra obtener medidas más precisas que las previas de cefeidas, como ha hecho ahora el Spitzer, mejora la estimación de dicho valor...

ELPAIS.com

La cámara digital más potente del mundo comienza la caza de la energía oscura

La cámara digital más potente del mundo comienza la caza de la energía oscura
El equipo de la colaboración internacional DES (Dark Energy Survey) acaba de presentar las primeras imágenes captadas por DECam, una cámara del tamaño de una cabina telefónica que cartografiará a color la octava parte de la esfera celeste. Su objetivo es investigar la misteriosa energía oscura.

Tras ocho años de trabajo, el pasado 12 de septiembre captó su primera imagen la Cámara para la Energía Oscura (DECam, por sus siglas en inglés). Esta máquina de cartografiado del cielo, la más poderosa del mundo, capturó y almacenó la luz que emitió alguna galaxia lejana hace ocho mil millones de años.

Imágenes como esta podrían contener la respuesta a uno de los mayores misterios de la física: ¿Por qué se acelera la expansión del universo? La energía oscura parece estar detrás, y para conocer más detalles los científicos de la colaboración DES (Dark Energy Survey, cartografiado para la energía oscura) han construido la cámara.

“La energía oscura es el descubrimiento más sorprendente que se ha producido en la física en los últimos veinte años, y solamente puede explicarse si existe nueva física más allá de las teorías actuales”, destaca Eusebio Sánchez, investigador responsable del proyecto en el Centro de Investigaciones Energéticas, MedioAmbientales y Tecnológicas (CIEMAT).

Además de este organismo, el Instituto de Física de Altas Energias (IFAE), el Institut de Ciències de l'Espai (ICE, IEEC-CSIC) y la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) también forman parte del consorcio español en DES. Han participado en el diseño y construcción de la electrónica de la cámara, así como en el programa informático para orientar al telescopio y producir simulaciones.

“Si conseguimos descubrir la naturaleza de la energía oscura será una revolución en el conocimiento del universo –dice Sánchez–. El proyecto DES se concibió para avanzar en la resolución de este problema, y ahora, tras un gran esfuerzo de diseño y construcción, comenzamos la aventura”.

Cámara con 570 megapíxeles

La cámara, con 570 megapíxeles y del tamaño de una cabina telefónica, se ha instalado en el telescopio Víctor M. Blanco en el observatorio de Cerro Tololo, en Chile. Es el instrumento de cartografiado más poderoso, capaz de ver luz de más de 100.000 galaxias a más de 8 mil millones de años luz en cada exposición. El mosaico de 64 CCD que contiene tiene una sensibilidad sin precedentes a la luz roja.

Junto con el enorme espejo colector de luz del telescopio Blanco (de 4 metros de diámetro), permitirá a los científicos desarrollar investigaciones que van desde el estudio de los asteroides de nuestro sistema solar hasta la comprensión del origen y destino del universo.

“Con la cámara de DES podremos conocer por primera vez la distribución de galaxias en un volumen que es una fracción importante del universo observable", explica Juan García-Bellido, investigador de la Universidad Autónoma de Madrid.

“Esto nos permitirá determinar de una vez por todas la geometría local del universo y el contenido de materia y energía responsable de su evolución –añade el experto–. El descubrimiento del agente responsable de la expansión acelerada marcaría un hito histórico, que nos permitiría conectar el origen y el destino del universo”.

Los científicos de la colaboración DES realizarán el cartografiado de galaxias más grande jamás propuesto, y analizarán estos datos para realizar cuatro pruebas sobre la energía oscura, estudiando cúmulos de galaxias, supernovas, la distribución de galaxias a gran escala y el efecto lente gravitacional débil sobre ellas. Es la primera vez que estos cuatro métodos se utilizan simultáneamente en un único experimento.

El cartografiado se espera que empiece en diciembre, tras la verificación completa de la cámara, y aprovechará las extraordinarias condiciones atmosféricas de los Andes chilenos para proporcionar imágenes con la mejor resolución jamás vista en un 'mapeado' astronómico de gran campo.

Durante cinco años, el cartografiado creará imágenes detalladas en color de una octava parte de la esfera celeste (5.000 grados cuadrados) para descubrir y medir 300 millones de galaxias, 100.000 cúmulos de galaxias y 4000 supernovas.

Además del consorcio español, en la colaboración DES participan científicos de EEUU, Reino Unido, Brasil, Alemania y Suiza. La colaboración internacional está liderada por el laboratorio Fermilab desde EEUU.

SINC

Astrónomos aseguran que la energía oscura es real

Astrónomos aseguran que la energía oscura es real
Un nuevo estudio ha concluido que la energía oscura, responsable de la expansión acelerada del Universo, existe realmente. Sus datos lo aseguran con una certeza del 99,996 por ciento (algo más de 4 sigmas). Un poco por debajo del punto de consenso, que está en 5 sigmas (99.99994% de seguridad de que el resultado no se debe al azar).

Hace una década que los astrónomos observaron el brillo de las supernovas distantes y se dieron cuenta de que la expansión del universo está acelerándose. Esta aceleración se ha atribuido a la fuerza de repulsión asociada con la energía oscura que, según las teorías actuales se cree que forma 73 por ciento del cosmos.

A pesar de que los investigadores que hicieron este descubrimiento, Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam G. Riess, recibieron el Premio Nobel de Física en 2011, la existencia de la energía oscura continúa siendo un tema de debate entre la comunidad científica.

Hasta ahora se han utilizado numerosas técnicas para confirmar la su existencia. Uno de los pocos métodos directos es el conocido como Sistema de Detección Integrado Sachs-Wolfe. Esta teoría señala que el fondo cósmico de microondas —la radiación residual del Big Bang— se volvería un poco más azul a su paso por los campos gravitatorios de cúmulos de materia, un efecto conocido como «corrimiento al rojo gravitacional».

En 1996, dos investigadores canadienses llevaron esta idea al siguiente nivel. Propusieron buscar estos pequeños cambios en la energía de la luz comparando la temperatura de la radiación con mapas de galaxias en el universo local.

De no existir la energía oscura, no habría correspondencia entre los dos mapas (el de fondo de microondas cósmico distante y el de la distribución de galaxias relativamente cercano). Si esta existiera, sin embargo, se podría observar un curioso fenómeno: los fotones del fondo cósmico de microondas ganarían energía —en vez de perderla— al pasar cerca de grandes masas.

El Sistema de Detección Integrado Sachs-Wolfe, utilizado por primera vez en 2003, fue considerado como una prueba de que la energía oscura es real. Hasta fue nombrado «descubrimiento del año» por la revista 'Science'.

Sin embargo, también ha tenido sus detractores, que indicaban que la señal de energía oscura obtenida era demasiado débil, por lo que algunos científicos sugirieron que podría ser consecuencia de otras fuentes como el polvo de la Vía Láctea.

El nuevo estudio, publicado en'Monthly Notices' de la Royal Astronomical Society, ha investigado esta teoría durante los últimos dos años y ha examinado todos los argumentos en contra del Sistema de Detección Integrado Sachs-Wolfe. En este trabajo, el equipo ha mejorado los mapas utilizados en la obra original y, gracias a este análisis se ha llegado a la conclusión de que existe una probabilidad del 99,996 por ciento de que la energía oscura sea responsable de las partes más calientes de los mapas del fondo cósmico de microondas.

El autor principal del trabajo, Giannantonio Tommaso, ha apuntado que, además «este trabajo también habla de las posibles modificaciones a la teoría de la Relatividad General de Einstein».

A su juicio, «la próxima generación de fondo cósmico de microondas, y los futuros estudios de galaxias, deberían proporcionar la medición definitiva, ya sea la que confirma la relatividad general, incluyendo la energía oscura, o lo que sería aún más intrigante, una visión completamente nueva de cómo funciona la gravedad».

EUROPA PRESS