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Después de cinco años de observaciones, el mapa más grande del universo jamás completado catalogó más de 47 millones de galaxias y cuásares, superó el objetivo inicial del proyecto y abrió nuevas dudas sobre la energía oscura, fuerza asociada a la aceleración de la expansión cósmica a lo largo de unos 11 mil millones de años
El mapa del universo más detallado jamás producido se completó después de cinco años de observaciones y catalogó más de 47 millones de galaxias y cuásares, además de 20 millones de estrellas. El conjunto de datos, obtenido por el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura, debería generar en 2027 los primeros resultados completos sobre la energía oscura y ya ha planteado dudas sobre los modelos más aceptados para la expansión del universo.
Instalado en el telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros, en el Observatorio Nacional de Kitt Peak, en Arizona, el instrumento concluyó su estudio inicial de cinco años con cifras superiores a las previstas. El proyecto observó 13 millones de galaxias y cuásares más de lo planeado originalmente y reunió mediciones cosmológicas para seis veces más objetos que todos los estudios anteriores combinados.
La finalización del estudio representa un hito en el esfuerzo por comprender la energía oscura, fuerza asociada a la aceleración de la expansión del universo. Los investigadores rastrearon cómo las galaxias se agruparon en el pasado y en el presente para seguir esta influencia a lo largo de unos 11 mil millones de años de historia cósmica.
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Mapa del universo supera el objetivo inicial del proyecto
El estudio fue realizado por el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura, conocido como DESI, creado para producir la representación tridimensional más completa jamás reunida del cosmos. Al cabo de cinco años, el proyecto superó sus objetivos originales y concluyó el mapa tridimensional más grande del universo jamás compilado.
Cada punto del mapa representa una galaxia individual, posicionada dentro de una estructura a gran escala marcada por filamentos densos y vacíos inmensos. En estas regiones, galaxias y cúmulos aparecen reunidos bajo la acción de la gravedad, separados por áreas relativamente aisladas.
El resultado final organiza decenas de millones de objetos celestes en una estructura tridimensional construida a partir de la medición de distancias con respecto a la Tierra. Este proceso permitió transformar observaciones de luz en un retrato cósmico que cubre más de una década de la historia del universo.
Cómo DESI construyó la estructura tridimensional
El instrumento opera captando luz a través de los extremos de 5.000 fibras ópticas, cada una controlada por un brazo robótico en miniatura. A medida que el telescopio recorre diferentes áreas del cielo, estos brazos reposicionan las fibras para observar sucesivamente nuevas galaxias.
Cada fibra recolecta la luz de una galaxia y la envía a un espectrógrafo, que separa esa luz en diferentes longitudes de onda. A partir de estos espectros, los investigadores calculan la distancia de cada objeto con respecto a la Tierra y ensamblan la estructura tridimensional del estudio.
David Schlegel, científico del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y cofundador del proyecto, atribuyó el rendimiento superior al esperado a los continuos avances técnicos y a un tiempo de inactividad casi nulo. Afirmó que el equipo hoy sabe mucho más sobre robots y motores de lo que sabía hace diez años, lo que ayudó a mantener el instrumento operando con alta eficiencia.
Michael Levi, director de la colaboración y también científico del Laboratorio Berkeley, describió el rendimiento del instrumento como mejor de lo previsto. También destacó como fenomenal el ritmo con el que el equipo ejecutó el estudio a lo largo de los cinco años.
La energía oscura entra en el centro de las nuevas dudas
DESI fue concebido para probar si la energía oscura se comporta como una constante cosmológica fija, idea presente en la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. Los datos de los tres primeros años de operación ya habían sugerido que la tasa de aceleración cósmica puede haber variado a lo largo del tiempo.
Esta posibilidad abrió espacio para la hipótesis de que la energía oscura pueda ser más variable que una constante. La significancia estadística de este resultado aún permanece lo suficientemente baja como para que quizás no resista análisis más profundos, pero la señal fue suficiente para estimular la búsqueda de modelos alternativos.
El cosmólogo Bhuvnesh Jain, de la Universidad de Pensilvania, afirmó que los descubrimientos preliminares de DESI generaron gran interés. Para él, los resultados alejan las explicaciones físicas más simples para la energía oscura e indican que no sería adecuado aplicar prematuramente la navaja de Occam.
Schlegel estima que el equipo aún necesitará alrededor de un año para determinar lo que el conjunto completo revela sobre la energía oscura. Mientras tanto, el instrumento sigue recolectando datos en regiones de observación más complejas, incluyendo áreas más bajas en el cielo austral, con el objetivo de añadir más de 15 millones de galaxias a la base de datos.
Próximos análisis y nuevos artículos
El análisis completo del conjunto de datos de cinco años deberá entregar en 2027 los primeros resultados exhaustivos sobre la energía oscura. Antes de eso, la colaboración planea publicar este mismo año varios artículos adicionales basados en la información recopilada en los tres primeros años del estudio.
Al mismo tiempo, el conjunto completo de cinco años ya ha entrado en procesamiento. Esta etapa será decisiva para mostrar lo que el mapa del universo podrá revelar sobre la fuerza que impulsa la expansión cósmica y sobre las señales que ya han comenzado a desafiar los modelos más aceptados.
Stephanie Juneau, representante del NOIRLab de la NSF en el proyecto, afirmó que el estudio reúne el trabajo de constructores de instrumentos, ingenieros de software, técnicos, personal de observatorios y muchos investigadores en inicio de carrera.
También dijo que, tras surgir indicios de que la energía oscura puede desviarse de una constante y potencialmente alterar el destino final del universo, acompaña con expectativa el análisis del nuevo mapa del universo.
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