El mejor mapa del universo temprano es una espada de doble filo para los cosmólogos

Nuestro último y mejor mapa del universo temprano es cinco veces más detallado que cualquier cosa que hemos tenido antes, pero aunque precisamente respalda el modelo principal del universo, también es una espada de doble filo porque los nuevos datos tampoco ofrecen pistas para resolver algunos de los misterios más grandes de la cosmología.

El mapa muestra el fondo de microondas cósmico (CMB), una leve radiación remanente de las primeras etapas del universo. Comenzó como la luz más temprana solo 380,000 años después El Big Bangpero miles de millones de años de expansión del universo han cambiado su frecuencia del espectro visible a microondas.

Ahora, los nuevos datos del Telescopio de Cosmología de Atacama (ACT) nos han dado una imagen más clara del CMB, aunque solo de la mitad del cielo que se puede fotografiar desde la ubicación del observatorio en Chile.

Jo Dunkley En la Universidad de Princeton, que trabajó en el proyecto, dice que los datos se han clavado con una mejor precisión de los ingredientes del universo, su tamaño, su edad y su tasa de expansión. Pero el descubrimiento realmente clave fue que nada contradice el modelo principal actual del universo, conocido como lambda-cdm.

Los datos anteriores ponen la edad del universo en 13.8 mil millones de años y la tasa a la que se está expandiendo, conocida como el Hubble constante, a 67 a 68 kilómetros por segundo por distancia megaparsec desde la Tierra. Los datos de ACT esencialmente confirman esto, pero aumenta la precisión y la confianza en esos hallazgos.

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El CMB fue mapeado por primera vez por el Explorador de fondo cósmico de la NASA (COBE) en los años ochenta y 90, luego por la sonda de anisotropía de microondas de Wilkinson de la NASA (WMAP) en las décadas de 2000 y luego en detalle aún mayor por el detalle de la NASA. Spacecraft de la Agencia Espacial Europea Planck De 2009 a 2013. Cada misión proporcionó sucesivamente mapas más detallados del CMB, avanzando nuestro conocimiento de la cosmología y la comprensión del universo temprano.

Una limitación de ACT es que se trata de un telescopio terrestre, a diferencia de estas misiones anteriores basadas en el espacio, por lo que se limita a solo la mitad del cielo. A pesar de esto, ACT no solo da una mejor resolución y sensibilidad que estos mapas anteriores, sino que también mide la polarización de la CMB, o la orientación en la que las ondas de luz oscilan, revelando cierta información sobre cómo la luz de CMB ha evolucionado con el tiempo.

“Al observar la polarización del CMB con mejor detalle, podríamos haber visto algo diferente. “Porque cada vez que miras el universo de una manera diferente, no puedes estar seguro de que tu modelo original todavía va a funcionar bastante para ver algo que sale de ese modelo, algo de sutileza.

Esto puede ser tranquilizador para aquellos que trabajan en Lambda-CDM, pero no ha sido una buena noticia para todos los científicos. Colina en la Universidad de Columbia en Nueva York dice que esperaba ver alguna evidencia en los datos para un fenómeno aún no explicado, tal vez un nuevo tipo de energía o partícula, que podría ayudar a explicar la llamada tensión del Hubble: la discrepancia entre la tasa de expansión en el universo dado por el modelo estándar Lambda-CDM y lo que medimos directamente.

“Todos hemos sido impresionados por lo consistente [the ACT data] Realmente es con el modelo estándar. Todos estamos tratando de pinchar y empujar el modelo desde diferentes aspectos y buscar un lugar donde se va a romper, y donde la naturaleza nos dará algo para hundir nuestros dientes. Y hasta ahora, la naturaleza no ha producido esa grieta “, dice Hill.

Él dice que las teorías más viables para la discrepancia de la tensión del Hubble requieren fenómenos que simplemente no aparecen en los datos de ACT, que actualmente es la mejor que tenemos. Esto obligará a los científicos a regresar a la mesa de dibujo a buscar otra explicación. “Las nuevas medidas pondrán a los teóricos, incluido yo mismo, en una camisa de fuerza aún más estricta”, dice Hill. “Se profundiza el misterio”.

ACT recopiló los datos que constituyen este nuevo mapa entre 2017 y 2022, pero ahora se ha cerrado. Dunkley dice que es poco probable que obtengamos un mapa de mayor resolución durante algunos años, aunque un nuevo telescopio en Chile comenzará a trabajar a finales de este año. En cuanto a la otra mitad del cielo, es probable que solo dos ubicaciones en la Tierra puedan organizar nuevos telescopios que generen resultados: Groenlandia y Tíbet. Dunkley dice que desafortunadamente Groenlandia aún no tiene la infraestructura necesaria para dicho proyecto, y el Tíbet es políticamente sensible.

Jens Chluba En la Universidad de Manchester, el Reino Unido, dice que si bien los científicos en el proyecto ya han estado trabajando con los datos, el lanzamiento abierto del mapa ACT ahora provocará una gran actividad.

“Toda la comunidad de cosmología puede tener en sus manos los datos y hacer todo tipo de análisis cruzado con sus conjuntos de datos”, dice Chluba. “Es muy emocionante y estoy bastante seguro de que habrá una explosión de publicaciones de seguimiento después de esto”.