En ciencia, se suele decir que a los datos no les importa lo que pienses. Esto es especialmente cierto cuando se trata de nuevas herramientas sofisticadas como el Telescopio espacial James Webb (JWST). Por lo tanto, no ha sido una sorpresa que algunos de los datos del JWST no sean exactamente lo que esperaban los científicos.
En el 2024 Debate en memoria de Isaac Asimov, el astrofísico y comunicador científico Neil DeGrasse Tyson moderó un debate en el Museo Nacional de Historia Natural de Nueva York. La conversación fue entre científicos y giró en torno al tema de cómo los datos del telescopio pueden estar cambiando nuestra comprensión fundamental de nuestro universo. De las discrepancias en la edad de el universo Ante el brillo inesperado de las galaxias primitivas, el Telescopio Espacial James Webb ya ha incitado a los científicos a reconsiderar cómo alguna vez funcionó el universo primitivo, lo que ha llevado a revelaciones que podrían desencadenar cambios importantes en nuestros modelos del universo durante la próxima década o más del mandato del JWST. .
Los datos del telescopio “pintan una imagen consistente y consistentemente nueva” del universo temprano, dijo el panelista Mike Boylan-Kolchinastrofísico teórico de la Universidad de Texas en Austin.
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Sin embargo, el hecho de que fuera imposible saber qué podría ver el JWST no significa que los científicos no lo intentaran. Aun así, fue duro. Podría decirse que la parte más difícil, dijeron los panelistas, fue encontrar parámetros básicos en los que basar sus predicciones. Como dijo Tyson, los parámetros son como “perillas que se giran” en simulaciones por computadora del universo destinadas a proyectar resultados basados en hipótesis. Para poner un ejemplo, el panelista Raquel Somervillecientífica investigadora principal del Centro de Astrofísica Computacional del Instituto Flatiron en la ciudad de Nueva York, describió un estudio en el que había trabajado que intentaba predecir lo que vería JWST.
“Giramos todas las perillas de nuestros modelos para que coincidieran con el universo cercano”, dijo Somerville. Pero algo no estaba bien. “No estamos de acuerdo con las observaciones”, dijo. Después de revisar los datos, Somerville y su equipo descubrieron que sus predicciones serían más precisas si tuvieran en cuenta la mayor densidad del universo primitivo, que era más pequeño que nuestro universo actualmente más expandido, pero contenía la misma cantidad de masa.
Otros problemas no se resolvieron tan fácilmente. Por ejemplo, muchas observaciones realizadas por el JWST revelaron que el universo primitivo era un lugar sorprendentemente vibrante, con galaxias mucho más grandes y brillantes de lo que predijeron los científicos.
“No creo que ningún modelo haya predicho realmente cuánta actividad había entonces”, dijo Boylan-Kolchin. Parece que “todo está sucediendo más rápido de lo que pensábamos en el universo primitivo”.
El caso del universo temprano sorprendentemente activo podría estar relacionado con otra discrepancia bien conocida en astrofísica – el edad del universo.
El telescopio espacial Hubble fue un factor enorme para ayudar a reducir el consenso científico sobre la la edad del universo — de hecho, los espejos del telescopio fueron hechos específicamente para observar estrellas llamadas Cefeidas que los astrónomos pueden usar para calcular esa edad, dijo el panelista Wendy Freeman, cosmóloga de la Universidad de Chicago. La medición resultante de la edad del universo, de unos 13.700 millones de años, se mantiene desde entonces.
Pero no olvidemos que hay otra forma de medir la edad del universo, dijo Boylan-Kolchin.
“Eso es con el fondo cósmico de microondas, la luz de las primeras fases del universo”, dijo. Utilizando este método, los científicos obtuvieron una cifra ligeramente mayor: 13,8 mil millones de años. Y aunque esa diferencia puede no parecer enorme, algunas estimaciones que utilizan cefeidas son tan bajas como 12.800 millones de años, dijo Boylan-Kolchin. Peor aún, nadie sabe de dónde viene la diferencia. “Es como si estuviéramos cavando un túnel en lados opuestos de una montaña y fallamos”, dijo Freedman.
Desafortunadamente, las primeras galaxias sorprendentemente luminosas que descubrió el JWST no hicieron nada para resolver este misterio.
De hecho, los resultados del telescopio llevaron a Rajendra Gupta, astrofísico de la Universidad de Ottawa, a publicar un artículo que sugiere que, según los nuevos datos, el universo podría tener una antigüedad de 26.800 millones de años, aproximadamente el doble de las estimaciones actuales. . Si bien los panelistas coincidieron en que la sugerencia de Gupta es extremadamente improbable, la discrepancia de la edad del universo en general sugiere el modelo cosmológico estándar y nuestra comprensión del impacto. materia oscura y energía oscura tenemos en nuestro universo, puede necesitar alguna renovación.
Podría ser que “falte algo fundamental en nuestro panorama actual”, dijo Freedman.
El lado positivo es que parece que los datos del JWST pueden hacer más que simplemente señalar discrepancias: pueden ayudar a los científicos a responder algunas preguntas fundamentales en astronomía que han persistido durante décadas. El telescopio tampoco será la única tecnología que ayudará a resolver estos problemas. Nuevas herramientas como la inteligencia artificial y supercomputadoras cada vez más poderosas podrían ayudar; Otros telescopios, como el Telescopio Gigante de Magallanes, un enorme telescopio óptico en construcción en Chile cuyo desarrollo ha liderado Freedman, también se sumarán a los datos de alta calidad a disposición de los científicos. Con tantas herramientas nuevas, la cantidad y calidad de los datos no tendrán precedentes, afirmó el panelista Priya Natarajanastrofísico teórico de la Universidad de Yale.
“Estamos en medio de una revolución en términos de datos”, afirmó. “Pronto empezaremos a restringir mucho los modelos y, por tanto, nuestra comprensión teórica”.