La expansión del cosmos era menos rápida al comienzo del universo

Una nueva medición ha capturado  la expansión del universo cuando se estaba desacelerando hace menos de de 11.ooo millones de años, antes de que una entidad misteriosa llamada energía oscura se hiciera cargo y comenzara a estimular la expansión del cosmos más y más rápido. Las mediciones, publicadas online en arXiv, son un paso importante hacia la comprensión de qué es y cómo funciona la energía oscura.

Hace unos 15 años, los astrónomos descubrieron que la expansión del universo se estaba acelerando por la catalogación de espectaculares explosiones estelares llamada supernovas de tipo Ia. Debido a que cada explosión emite casi exactamente la misma cantidad de luz, los astrónomos pueden usar el brillo observado de una supernova para determinar su distancia, y luego medir su desplazamiento hacia el rojo, o cuánto se estira su luz, para determinar la rapidez con que la supernova se está alejando de la Tierra. Los astrónomos Adam Riess, de la Johns Hopkins University, Saul Perlmutter, de la Universidad de California, en Berkeley y Brian Schmidt, de la Universidad Nacional Australiana compartieron en 2011 el Premio Nobel por su obra utilizando esta técnica para revelar que la expansión del universo se está acelerando actualmente y ha sido así durante los últimos 5.000 millones años más o menos.

Pero tan brillante como son las supernovas,  son difíciles de ver profundamente en el cosmos, a distancias que corresponden a la época en que el universo tenía sólo unos pocos millones de años. Así que un equipo internacional de científicos con la Encuesta de Oscilación Baryon espectroscópico, o BOSS, emplearon un método diferente. El grupo usó el telescopio de 2,5 metros del Apache Point Observatory, en Nuevo México para recoger la luz producida por los agujeros negros supermasivos que se desarrollaron un par de millones de años después de los albores del Universo, hace 13.7ooo millones de años.

A medida que la luz hace su largo viaje hacia la Tierra, de vez en cuando se encuentra con  nubes de gas de hidrógeno y es absorbida parcialmente. Científicos de BOSS usaron los datos en función de las emisiones de casi 50.000 agujeros negros para crear un mapa de la posición de las nubes de gas y de sus corrimientos al rojo, la rapidez con que se alejan.

Basándose en las velocidades de las más distantes de esas nubes, los científicos determinaron que la tasa de expansión del universo surgía apenas 3.ooo millones de años después del Big Bang. Posteriormente, el equipo comparó la velocidad medida con los de épocas más recientes y llegó a la conclusión de que la expansión del universo se estaba desacelerando en aquel momento. ”El universo era un lugar muy diferente”, dice el coautor del estudio y miembro de la Universidad de Utah Kyle Dawson.

El hallazgo de BOSS es consistente con las teorías sobre la forma en que la tasa de crecimiento del universo ha cambiado. Inmediatamente después del Big Bang, el universo se infló rápidamente en una fracción de segundo; en una era llamada Inflación. La expansión continuó después, pero como un coche arrastrado, el cosmos no puede mantenerlo acelerado. La atracción gravitatoria de toda la materia del universo estaba actuando a modo de  fricción, y fue poco a poco disminuyendo la expansión.

Pero a medida que el universo se hacía mayor y la materia estaba más diluida, los científicos creen que algo comenzó a presionar el pedal del acelerador de nuevo, causando que la expansión acelerara una vez más. Los científicos no saben exactamente quien fue el culpable, por lo que la llamamos energía oscura. Hace 11.000 millones de años, la energía oscura componía menos del 10 por ciento del contenido total del universo, hoy representa casi tres cuartas partes de él.

BOSS y otros estudios están permitiendo a los científicos trazar la  tasa de expansión del universo en el tiempo y determinar la evolución del papel de la energía oscura. Las medidas hasta ahora apoyan la teoría más aceptada de que la energía oscura es una propiedad natural del espacio vacío: cuanto más se expande el universo, más fuerte se vuelve la energía oscura.

Otras teorías postulan que la energía oscura es un fenómeno temporal, como la inflación y la atracción gravitatoria de la materia se hicieron cargo y moderaron el estirón de crecimiento del universo. Otros físicos sugieren que la energía oscura hará que la expansión se coloqué fuera de control, tal vez hasta el punto de que en varios billones de años, se separen las galaxias, las estrellas, los planetas, e incluso los átomos en un escenario apocalíptico llamado Big Rip.

“No podemos predecir con seguridad el futuro del universo”, dice Riess, “hasta que tengamos un montón de mediciones sobre el pasado.” Los científicos están trabajando con el proyecto BOSS hacia esa meta mediante la recopilación de datos de 100.000 agujeros negros antiguos más. Luego se actualizará a un telescopio más grande y se podrá estudiar más objetos con un proyecto llamado BigBoss en 2017.

Autor: Andrew Grant

Enlace original: Glimpse at early universe finds expansion slowdown