No mucho después de que el Telescopio Espacial James Webb comenzara sus operaciones científicas, los astrónomos anunciaron que habían descubierto galaxias en el universo primitivo que eran más grandes, más brillantes y estaban llenas de estrellas para sus edades. Si bien los titulares de todo el mundo afirman que estas galaxias están «rompiendo» nuestra comprensión del Big Bang, la verdad es más compleja y más interesante.
La teoría del Big Bang es nuestra imagen general de la historia del universo, comenzando en su pasado profundo, cuando el universo era más pequeño, más caliente y más denso de lo que es hoy. Este modelo, desarrollado inicialmente a principios del siglo XX, ha pasado una serie de pruebas observacionales y es extremadamente bueno para explicar una variedad de observaciones cosmológicas, incluido el desplazamiento hacia el rojo de la luz de galaxias distantes y la aparición de radiación residual como radiación de fondo. la abundancia de elementos ligeros y la evolución de galaxias y estructuras más grandes.
Aunque la teoría del Big Bang no puede decir con certeza qué galaxias aparecerán y dónde, sí puede hablar de probabilidades. Por ejemplo, los cosmólogos pueden decir aproximadamente cuántas galaxias pequeñas, cuántas galaxias medianas y cuántas galaxias grandes deberían aparecer en un tamaño determinado y a una edad determinada en el universo. Pero hasta el telescopio espacial James Webb, no teníamos acceso directo a las primeras etapas de la evolución de las galaxias, algo para lo que el telescopio fue diseñado específicamente.
En 2022, los astrónomos anunciaron que habían encontrado galaxias extremadamente distantes y sorprendentemente grandes. han medido corrimiento al rojo De las galaxias hay más de 16, lo que significa que estas galaxias Sólo existieron entre 200 y 250 millones de años después del Big Bang.Sin embargo, era enorme y parecía completamente formado, con brazos en espiral y todo.
Relacionado: No, la teoría del Big Bang no está «rota». Así es como lo sabemos.
Estas galaxias parecían muy alejadas de las predicciones de la teoría del Big Bang; Fue como encontrar adolescentes en el aula de un jardín de infantes. ¿Así que lo que ocurre?
Cosmología curva
Han aparecido atrevidos titulares en los periódicos que declaran la muerte de la teoría del Big Bang. Pero estas historias omitieron un detalle crucial: los astrónomos estimaron los corrimientos al rojo de estas galaxias mediante una técnica conocida como fotometría, que es altamente incierta. Una evaluación completa de la capacidad de estas galaxias para «romper» la cosmología debe esperar hasta que se pueda lograr una medición más precisa de su desplazamiento al rojo y, por tanto, de su edad.
¡Últimas noticias espaciales, las últimas actualizaciones sobre lanzamientos de cohetes, eventos de observación del cielo y más!
Cuando esas mediciones más precisas llegaron unos meses después, esas galaxias pasaron de ser galaxias sin precedentes a ser simplemente galaxias ordinarias. Por ejemplo, el desplazamiento al rojo de una galaxia se modificó de más de 16 a sólo 4,9, desplazando su edad de 240 millones de años después del Big Bang a más de mil millones de años. Ese es tiempo más que suficiente para que la teoría habitual del Big Bang explique sus tamaños y formas.
Pero junto con esas revisiones menos interesantes, han surgido algunos corrimientos al rojo confirmados para otras galaxias, incluida JADES-GS-z14-0, la galaxia más distante conocida actualmente, que tiene un corrimiento al rojo de 14,32. Esta galaxia estaba viva y coleando cuando el universo tenía sólo 290 millones de años.
Los astrónomos predijeron la existencia de galaxias 290 millones de años después del Big Bang; Por eso construyeron el telescopio James Webb. Como galaxia, JADIS-GS-Z14-0 es decididamente pequeña: sólo 1.600 años luz de diámetro, en comparación con los 100.000 años luz de diámetro de la Vía Láctea. Pero, curiosamente, la galaxia es bastante brillante y está llena de estrellas, no lo suficiente como para romper la cosmología por completo, pero sí para plantear algunas preguntas sobre los orígenes y la evolución de las primeras galaxias que aparecieron en el universo.
Construyendo cosmología
Es muy posible que la teoría del Big Bang esté equivocada; Los científicos deben mantener la disciplina mental para reconocer esta posibilidad. Pero con una cantidad tan enorme de evidencia que respalda esta teoría, es poco probable que la teoría del Big Bang pueda ser refutada por una sola observación. Vale la pena repetir que el Telescopio James Webb está haciendo exactamente aquello para lo que lo diseñamos y construimos: responder algunas de las preguntas clave restantes sobre cómo aparecieron las primeras estrellas y galaxias.
Es muy posible que los cosmólogos puedan explicar la aparición de galaxias como JADES-GS-z14-0 en el contexto del Big Bang sin tener que realizar grandes modificaciones. por ejemplo, agujeros negros Es posible que estas galaxias hayan aparecido ante nosotros y que su gravedad ultrafuerte haya dado lugar a brillantes explosiones de formación estelar. O tal vez supernova La retroalimentación y otros mecanismos hicieron que las primeras galaxias fueran más ricas en estrellas que las galaxias actuales, haciendo que aquellas primeras galaxias parecieran grandiosas a pesar de su pequeño tamaño.
Es posible que nuestras observaciones iniciales hayan estado sesgadas hacia estas galaxias pequeñas pero brillantes, y campañas adicionales pueden revelar cúmulos más grandes de galaxias más mundanas, reduciendo así la tensión con los modelos de formación de galaxias.
Finalmente, es posible que necesitemos agregar algunos ingredientes nuevos al universo, como permitir que la energía oscura evolucione con el tiempo, para producir este tipo de galaxia en momentos tan tempranos.
Esto es interesante en sí mismo, sin necesidad de revertir la teoría del Big Bang tal como la conocemos. Hay suficientes misterios y rincones ocultos dentro del universo como para mantener a los astrónomos despiertos toda la noche preguntándose sobre las posibilidades, y por la mañana para seguir trabajando en cómo resolverlos.