El millor mapa de l'Univers fet fins ara

Clic per engrandir. El mapa es remunta des del fons còsmic, als inicis de l’Univers,
fins a les estrelles més recents. Crèdit: EPFL

Com a culminació als més de vint anys de treball dirigits a identificar la posició i les distàncies de les galàxies, aquest mapa 3D ofereix una visió completa i única de la història de l’Univers des del Big Bang fins als nostres dies. També confirma els models teòrics i pot proporcionar una millor comprensió de les contradiccions entre aquests diferents models.

"Aquest és el mapa 3D més gran de l'expansió de l'Univers mai realitzat fins ara", afirma Jean-Paul Kneib, del laboratori d'astrofísica de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Fruit del treball d’un consorci de diversos centenars de científics d’una trentena d’institucions diferents de tot el món, aquest mapa omple les darreres llacunes de la història de l’Univers des dels seus inicis, fa 13,7 mil milions anys, fins avui. El projecte eBOSS (extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey), engegat el 2012 i dirigit per Jean-Paul Kneib, recollia pacientment dades de quatre milions de galàxies i quasars per tal d’establir aquest mapa únic.

Aquest vídeo presenta el mapa tridimensional més detallat de l'univers conegut per
la humanitat, ha estat obtingut pel Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Científics de
tot el món acaben de completar un estudi de 20 anys de durada sobre el cel
nocturn, mesurant les posicions i distàncies de més de 4 milions de galàxies i
quàsars. Aquest detallat mapa ajudarà als científics a posar llum sobre els misteris
pendents del nostre Univers. Anem a fer un viatge des de les estrelles locals fins
als confins del nostre Univers!. Crèdits: EPFL

Els inicis de l’Univers són relativament coneguts gràcies al treball teòric del Big Bang i a l’observació del fons còsmic, aquesta radiació “fòssil” dels inicis de l’Univers. Estudiant galàxies llunyanes i utilitzant càlculs de distància, també obtenim una bona idea de la velocitat d’expansió i composició de l’Univers durant els darrers milers de milions d’anys.

"Tot i això, encara faltaven les dades de tots dos que van necessitar cinc anys de feina per omplir el buit que quedava", segons Kyle Dawson, de la Universitat de Utah i un dels líders del projecte. "L’anunci d’avui representa, doncs, un dels avenços més importants de l’última dècada en termes d’observació cosmològica”. Les dades obtingudes pel programa eBOSS complementen les del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), un programa de recerca d’objectes celestes que utilitza el telescopi d’Apache Point a Nou Mèxic (Estats Units).

Clic per engrandir. El mapa 3D de l’Univers enumera més de 4 milions de galàxies i quàsars. © EPFL

El segell de les galàxies segons el seu espectre lluminós

Per dur a terme aquest estudi, els equips es van interessar en diferents marcadors que revelen la distribució de la massa en l'Univers. Parts del mapa de fa sis milions d'anys, per exemple, van ser traçats mitjançant observacions de les galàxies més antigues i vermelles. Per a èpoques més distants, els investigadors han fet servir galàxies més joves i blaves. I per retrocedir encara més, més enllà de 11.000 milions d'anys, s'han basat en quàsars d'antigues galàxies en implosió a on els nuclis es fan ultralluminosos pel forat negre que absorbeix la llum al seu voltant.

Resoldre l’enigma de la constant de Hubble

Tal com preveien els nous models de la Teoria de la Relativitat d'Einstein, aquest mapa revela que en algun moment l'expansió de l'Univers es va accelerar i que aquesta acceleració ha continuat des de llavors. Això es deuria a la presència d’energia fosca que s’oposa a la gravetat que tendeix a frenar naturalment l’expansió de l’Univers.

No obstant això, els diferents mètodes de mesura de la velocitat d’expansió, anomenats “constant de Hubble”, condueixen a valors contradictoris d’aquesta constant. Els models que parteixen de les estrelles més properes per retrocedir en el temps donen un valor de 74 quilòmetres per segon i per megaparsec. El mètode invers d’ascendir des de baix resulta en 67,4. Una petita, però inexplicable diferència, que s'anomena la "tensió" de la constant de Hubble.

"La gran precisió i la gran varietat de dades del programa eBOSS fan que sigui poc probable que aquesta diferència sigui deguda a l'atzar", afirma Jean-Paul Kneib. Si aquest era el cas, vol dir que l’antic Univers estava regit per lleis físiques fins ara desconegudes.

Per saber-ne més

El redshift (desplaçament al vermell) és un efecte físic a causa de l’expansió de l’Univers: com més ràpid s’allunyi un objecte celeste, el seu espectre lluminós més es desplaça a una longitud d’ona més llarga (a causa de l’efecte Doppler). Aquest fenomen és una prova de l’expansió de l’espai-temps.

Ho he vist aquí.