Intervienen cuatro académicos de la UNAM

Proyecto para descifrar a la energía oscura

facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail

Axel de la Macorra encabeza la participación de México en este gran programa cosmológico

Michel Olguín, 12 de octubre de 2015

El universo tiene unos 13 mil 700 millones de años. Hace tres lustros la humanidad sólo había detectado la posición y velocidad de 10 mil galaxias, pero ahora el proyecto Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) pretende mapear decenas de millones de éstas, así como de cuásares, con el propósito de averiguar más sobre las propiedades de la energía y la materia oscuras, que constituyen 96 por ciento del cosmos.

Para determinarlas e identificar dónde y cómo se empezaron a formar estructuras, cuásares y galaxias, así como para crear un mapa tridimensional del universo, surgió el DESI, en el que intervienen varias universidades y dependencias científicas de Estados Unidos, Inglaterra, Francia, España y México (mediante ocho investigadores, cuatro de la UNAM).

El grupo de esta casa de estudios lo conforman Axel de la Macorra –líder científico del proyecto en el país– y Mariana Vargas, ambos del Instituto de Física, así como Miguel Alcubierre y Octavio Valenzuela, de los institutos de Ciencias Nucleares y de Astronomía, respectivamente.

Asimismo, participan Jorge Cervantes, del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares; Tonatiuh Matos, del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional, y Gustavo Niz y Luis Ureña, ambos de la Universidad de Guanajuato, campus León.

El procedimiento

De la Macorra explicó que las observaciones, que iniciarán en 2019, se efectuarán por medio de un telescopio con cuatro metros de diámetro, ubicado en el Observatorio Nacional KITT PEAK, de Arizona, constituido por cinco mil “cámaras fotográficas” –cada una conectada a una fibra óptica– que retratarán cinco mil objetos, segundo a segundo, en el cosmos.

Con un mapeo de la distribución y los movimientos de las galaxias, podrán comprobarse las propiedades de la materia y energía oscuras, no detectables a simple vista, pero percibidas por sus efectos gravitacionales.

A decir del académico, la primera es un faltante que abona a una gravedad más intensa, en tanto que la segunda es lo contrario a la materia oscura, es decir, produce un alejamiento de los objetos (galaxias) de manera acelerada.

En 1998, los científicos determinaron que el universo se expande cada vez más rápido, es decir, presenta una aceleración no explicable a partir del comportamiento de protones, neutrones, electrones y fotones.

Al respecto, han surgido teorías que postulan la existencia de energía oscura, 68 por ciento, que demostrarían la aceleración referida, y de materia oscura, que representa 28; el porcentaje restante corresponde a protones, neutrones y electrones de las partículas de las que estamos hechos.

Con esta investigación se busca determinar la dinámica del universo mediante las galaxias, del mismo modo en que, por ejemplo, es posible precisar la velocidad del viento en el cielo (que a diferentes alturas puede ser distinta) por medio del movimiento de las nubes.

Para hacer esto a nivel astronómico hay una propiedad asociada a la época en que los fotones dejaron de interaccionar con los electrones y protones. A este periodo se le llama la “última dispersión” y deja en el cosmos una huella dactilar.

Esta suerte de “impresión dejada por la yema de los dedos” puede observarse, por un lado, a través de la luz, en la radiación de fondo cósmica y, por el otro, en la distribución de las galaxias (formadas por protones, neutrones y electrones).

A la distancia característica entre esas últimas se le denomina picos acústicos bariónicos y al medirla a diversos tiempos cósmicos es factible describir la dinámica del universo y de la energía oscura.

aca12_princ

Distribución de galaxias (cada punto es una de ellas); la Tierra se encuentra en el centro. Imagen: SDSS (Sloan Digital Sky Survey).

Predicción

Para De la Macorra, existen dos vertientes sobre las hipótesis de esta investigación. La primera asevera que la energía oscura tiene una presión negativa, que bien podría ser una constante cosmológica, pero aún hay que explicar su origen y por qué domina al universo justo ahora. La segunda afirma que la Teoría de la Relatividad General podría tener modificaciones.

“En el proyecto DESI podremos especificar si hay desviaciones de la propuesta de Einstein a escalas nunca antes medidas.”

El académico ha planteado un modelo de energía oscura basado en una partícula escalar, semejante a los piones, que la genera. No obstante, hay propuestas alternativas que funcionarían como energía oscura, pero cada una predice propiedades distintas. Por ello, es necesario definir las características del universo de manera precisa, algo que se logrará a través de DESI, concluyó.