El tamaño y la edad del universo, así como la rapidez con que se está expandiendo, han sido confirmados con un nuevo y preciso método que usa galaxias como lentes para mirar a otras galaxias.
La nueva medición confirmó la edad del universo como 13.75 mil millones de años, a 170 millones de años, y también confirmó la fuerza de la energía oscura, que es responsable de la expansión acelerada del universo.
Al mirar hacia el cosmos, puede ser difícil para los científicos distinguir entre una luz muy brillante lejos y una fuente mucho más cercana a la Tierra.
Para sortear este problema, un equipo de investigadores utilizó una técnica llamada lente gravitacional para medir las distancias que la luz viajaba desde una galaxia brillante y activa a la Tierra a lo largo de diferentes rutas, junto con los datos del Telescopio Espacial Hubble. Los investigadores pueden utilizar las observaciones para inferir no sólo cuán lejos se encuentra la galaxia, sino también la escala general del universo y algunos detalles de su expansión.
Tamaño y edad
El tamaño del universo es a menudo expresado por astrofísicos en términos de una cantidad llamada constante del Hubble, que describe la velocidad a la cual las galaxias en el universo se están alejando unas de otras.
“Sabemos desde hace mucho tiempo que el uso de lentes es capaz de hacer una medición física de la constante del Hubble”, dijo el miembro del equipo Phil Marshall de los investigadores del Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas y Cosmología (KIPAC). Pero el lente gravitacional nunca antes se había usado de una manera tan precisa.
La nueva medición proporciona una medición igualmente precisa de la constante del Hubble como herramientas establecidas desde hace mucho tiempo, tales como la observación de supernovas (a menudo usadas como “velas estándar” de distancia cósmica) y el fondo cósmico de microondas, la radiación remanente del Big Bang.
El valor más ampliamente aceptado para la constante del Hubble en este momento es de 72 kilómetros por segundo por megaparsec, obtenido por el Telescopio Espacial Hubble.
“Las lentes gravitacionales han alcanzado la mayoría de edad como una herramienta competitiva en el juego de herramientas del astrofísico”, dijo Marshall.
Cómo funciona
La lente gravitacional funciona de la siguiente manera: Cuando un objeto grande cercano como una galaxia bloquea un objeto lejano, como otra galaxia, la luz puede desviarse alrededor del bloqueo.
Pero en vez de tomar un solo camino, la luz puede doblarse alrededor del objeto en una de dos o cuatro rutas diferentes, doblando o cuadruplicando la cantidad de información que reciben los científicos. A medida que fluctúa el brillo del núcleo de la galaxia de fondo, los físicos pueden medir el flujo y reflujo de luz de los cuatro caminos distintos.
Aunque los investigadores no saben cuando la luz dejó su fuente, todavía pueden comparar las horas de llegada.
Marshall lo compara con cuatro coches que recorren cuatro rutas diferentes entre lugares situados en los lados opuestos de una gran ciudad. Y al igual que los automóviles que se enfrentan al tráfico gruñen, la luz también puede sufrir retrasos.
“La densidad de tráfico en una gran ciudad es como la densidad de masa en una galaxia de lentes”, dijo Marshall. “Si usted toma una ruta más larga, no tiene que llevar a un tiempo de retardo más largo. A veces la distancia más corta es más lenta.”
Las ecuaciones de lente gravitacional dan cuenta de todas las variables como la distancia y la densidad, y proporcionan una mejor idea de cuándo la luz dejó la galaxia de fondo y cuán lejos viajó.
La técnica es ahora más precisa, dicen los astrónomos, y por lo tanto valores más exactos para la constante de Hubble y la incertidumbre del valor de esa constante puede ser determinada de manera confiable.
La investigación será detallada en un número de marzo de The Astrophysical Journal.
