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La misteriosa materia oscura ha sido mapeada con el mayor detalle hasta el momento.

La misteriosa materia oscura ha sido mapeada con el mayor detalle hasta el momento.

  • Escrito por Jonathan Amós
  • Corresponsal científico de la BBC

Fuente de imagen, Colaboración ACT

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En las áreas dibujadas, una mayor parte del material era de color naranja; La sustancia menos coloreada de púrpura.

Se describe como el mapa más detallado jamás creado sobre la influencia de la materia oscura a lo largo de la historia cósmica.

Un telescopio en Chile ha seguido la distribución de esta misteriosa sustancia en una cuarta parte del cielo durante un período de aproximadamente 14 mil millones de años.

El resultado es una vez más una sorprendente confirmación de las ideas de Einstein.

Aunque la materia oscura constituye aproximadamente el 85% de la masa total del universo, es extremadamente difícil de detectar y desafía toda descripción.

Pero la materia oscura afecta la estructura a gran escala de todo lo que vemos, dónde se encuentran todas las galaxias y dónde están los vacíos del espacio. Son el andamio sobre el que se cuelga la estructura visible del universo.

No emite ni absorbe luz. La única forma de deducir claramente su existencia es a través de su interacción con la gravedad.

Las galaxias estelares grandes y en rotación serían arrastradas si no fuera por una masa invisible que las atrae y las mantiene intactas.

Pero la materia oscura doblará la luz de fondo o la bloqueará, y así es como el Telescopio Cosmológico de Atacama (ACT) trazó un mapa de su paradero.

Fuente de imagen, Deborah Kellner

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El telescopio fue colocado a 5.200 metros de altitud en Atacama

La instalación chilena detectó el fondo cósmico de microondas, o CMB, un brillo difuso pero tenue de radiación de longitud de onda larga que nos llega desde el borde del universo observable.

ACT mapeó las sutiles distorsiones en esta antigua luz que se introdujeron a medida que pasaba por toda la materia intermedia.

Puede compararlo con la forma en que la luz se curva al pasar a través de las protuberancias y protuberancias en el cristal de una ventana vieja.

Si sabes lo que estás mirando desde afuera, puedes usar distorsiones para decir algo sobre el vidrio.

De la misma manera, el CMB se puede decodificar para revelarnos toda la estructura involucrada en su viaje.

Ha habido descubrimientos similares de «lentes gravitacionales» en el pasado, sobre todo por parte del Observatorio Planck de la Agencia Espacial Europea hace una década. Pero el ACT supera a todos en términos de precisión y sensibilidad.

La formación del universo.

Sucesivos experimentos indican que los contenidos cósmicos incluyen:

  • como 5% Un problema normal – Átomos, la materia de la que todos somos creados.
  • alrededor del 27% Materia oscura – Aún no se ha visto directamente y desafía toda descripción.
  • alrededor del 68% Energía oscura – El misterioso elemento que acelera la expansión cósmica

Se estima que el universo tiene 13.800 millones de años.

En la imagen de arriba de esta página, las áreas coloreadas son las partes del cielo estudiadas con el telescopio.

Las áreas naranjas muestran lugares donde hay más masa o material a lo largo de la línea de visión; Púrpura donde menos hay. Las características típicas tienen cientos de millones de años luz de diámetro.

Las áreas grises/blancas muestran dónde la contaminación lumínica del polvo en nuestra Vía Láctea ha oscurecido vistas más profundas.

La distribución de la materia concuerda bien con las predicciones científicas.

Las observaciones de ACT sugieren que la «agrupación» del universo y la velocidad a la que se expande después de 14 mil millones de años de evolución son exactamente lo que se esperaría del Modelo Estándar de cosmología, que contiene la teoría de la gravedad (relatividad general) de Einstein. En su fundación.

Mediciones recientes utilizando luz de fondo alternativa, emitida por estrellas en galaxias en lugar del CMB, han sugerido que el universo carece de suficiente agrupación.

«Es una de las tensiones universales de las que todos hablamos», dijo el profesor Joe Dunkley de la Universidad de Princeton en Estados Unidos. «Pero con este nuevo resultado, hemos encontrado exactamente la cantidad correcta de agrupación: ¡sin tensión! Entonces, si hay tensión, es algo que aparece en los datos de la galaxia, no en nuestros datos», le dijo a la BBC.

Otra tensión tiene que ver con la velocidad a la que se expande el universo, un número llamado constante de Hubble.

Cuando Planck observó las fluctuaciones de temperatura a través del CMB, determinó que la velocidad era de aproximadamente 67 kilómetros por segundo por megaparsec (un megaparsec equivale a 3,26 millones de años luz).

O dicho de otro modo, la expansión aumenta 67 kilómetros por segundo por cada 3,26 millones de años luz que miramos al espacio.

Es una diferencia que no se puede explicar fácilmente.

ACT, que utiliza su propia tecnología de lentes para determinar la tasa de expansión, produce un número similar al número de Planck. «Está muy cerca: unos 68 kilómetros por segundo por millón de pársecs», dijo el Dr. Matthew Madhavacheril de la Universidad de Pensilvania.

El profesor Blake Sherwin, miembro del equipo ACT de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, añadió: «Nosotros, Planck y muchas otras sondas estamos llegando a la parte inferior. Claramente se podría tener un escenario en el que ambas mediciones sean correctas y haya alguna nueva física que se puede resolver.» «Esto explica la discrepancia. Pero estamos usando técnicas independientes, y creo que ahora estamos empezando a cerrar la brecha donde todos podemos aprovechar esta nueva física y una de las mediciones debe estar equivocada».

Los artículos que describen los nuevos hallazgos se enviaron al Astrophysical Journal y se publicaron en el sitio web. sitio web de ACT.

El telescopio, que funcionó de 2007 a 2022 antes de ser desmantelado, fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos. La colaboración científica aún no ha terminado de analizar todos sus datos.

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