Así fueron los primeros pasos hacia las estrellas y galaxias

   MADRID, 18 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Observaciones con el Telescopio Cosmológico de Atacama (ACT) han producido las imágenes más nítidas hasta la fecha de la infancia del universo: el tiempo cósmico más temprano accesible para los humanos.

   Midiendo la luz que viajó durante más de 13.000 millones de años para llegar a un telescopio en lo alto de los Andes chilenos, las nuevas imágenes revelan el universo cuando tenía unos 380.000 años, el equivalente a imágenes de un cosmos de hace horas de un bebé.

   Los nuevos resultados confirman un modelo simple del universo y descartan la mayoría de las alternativas, afirma el equipo de investigación. El trabajo aún no ha sido revisado por pares, pero los investigadores presentarán sus resultados en la conferencia anual de la Sociedad Americana de Física y se han remitido los datos a 'Journal of Cosmology and Astroparticle Physics'.

   "Estamos viendo los primeros pasos hacia la formación de las primeras estrellas y galaxias", explica Suzanne Staggs, directora del ACT y profesora de Física en la Universidad de Princeton. "Y no solo vemos la luz y la oscuridad, sino la polarización de la luz en alta resolución. Este es un factor decisivo que distingue al ACT de Planck y otros telescopios anteriores".

   Las nuevas imágenes de esta radiación de fondo, conocida como fondo cósmico de microondas (CMB), añaden mayor definición a las observadas hace más de una década por el telescopio espacial Planck. "ACT tiene cinco veces la resolución de Planck y mayor sensibilidad", afirma en un comunicado Sigurd Naess, investigador de la Universidad de Oslo y autor principal de uno de los varios artículos relacionados con el proyecto. "Esto significa que la tenue señal de polarización ahora es directamente visible".

   La imagen de polarización revela el movimiento detallado del hidrógeno y el helio en su infancia cósmica. "Antes, podíamos ver dónde estaban las cosas, y ahora también vemos cómo se mueven", dice Staggs. "Como si se usaran las mareas para inferir la presencia de la Luna, el movimiento registrado por la polarización de la luz nos indica la intensidad de la atracción gravitatoria en diferentes partes del espacio".

   Las nuevas imágenes ofrecen una visión extraordinariamente nítida de las sutiles variaciones en la densidad y la velocidad de los gases que llenaban el universo joven. "Existen otros telescopios contemporáneos que miden la polarización con bajo nivel de ruido, pero ninguno cubre tanta extensión del cielo como ACT", matiza Naess. Lo que parecen nubes difusas a la intensidad de la luz son regiones más o menos densas en un mar de hidrógeno y helio: colinas y valles que se extienden millones de años luz de diámetro. Durante los siguientes millones a miles de millones de años, la gravedad atrajo las regiones más densas de gas hacia el interior para formar estrellas y galaxias.

   Estas imágenes detalladas del universo recién nacido están ayudando a los científicos a responder preguntas de larga data sobre su origen. "Al recordar aquella época, cuando las cosas eran mucho más sencillas, podemos reconstruir la historia de cómo nuestro universo evolucionó hasta llegar al rico y complejo mundo en el que nos encontramos hoy", relata Jo Dunkley, profesora Joseph Henry de Física y Ciencias Astrofísicas en la Universidad de Princeton y líder del análisis del ACT.

EL UNIVERSO OBSERVABLE SU EXTIENDE CASI 50.000 MILLONES DE AÑOS LUZ

   "Hemos medido con mayor precisión que el universo observable se extiende casi 50 mil millones de años luz en todas direcciones desde nosotros y contiene tanta masa como 1900 'zetta-soles', o casi 2 billones de billones de soles", expone Erminia Calabrese, profesora de astrofísica en la Universidad de Cardiff y autora principal de uno de los nuevos artículos. De esos 1900 zetta-soles, la masa de la materia normal (la que podemos ver y medir) representa solo 100. Otros 500 zetta-soles de masa son materia oscura misteriosa, y el equivalente a 1.300 son la energía de vacío dominante (también llamada energía oscura) del espacio vacío.

   Las diminutas partículas de neutrinos constituyen, como máximo, cuatro soles zetta de masa. De la materia normal, tres cuartas partes de la masa son hidrógeno y una cuarta parte, helio. "Casi todo el helio del universo se produjo en los primeros tres minutos del tiempo cósmico", argumenta hibaut Louis, investigador del CNRS en el IJCLab de la Universidad París-Saclay y uno de los autores principales de los nuevos artículos. "Nuestras nuevas mediciones de su abundancia concuerdan muy bien con los modelos teóricos y con las observaciones en galaxias". Los elementos de los que estamos hechos los humanos -principalmente carbono, con oxígeno, nitrógeno, hierro e incluso trazas de oro- se formaron posteriormente en las estrellas y son solo una pizca de esta mezcla cósmica.

   Las nuevas mediciones del ACT también han perfeccionado las estimaciones de la edad del universo y su velocidad de crecimiento actual. La caída de materia en el universo primitivo emitió ondas sonoras a través del espacio, como ondas que se extienden en círculos en un estanque.

   "Un universo más joven habría tenido que expandirse más rápidamente para alcanzar su tamaño actual, y las imágenes que medimos parecerían llegarnos desde más cerca", explica Mark Devlin, profesor de Astronomía Reese W. Flower en la Universidad de Pensilvania y subdirector del ACT. "La extensión aparente de las ondulaciones en las imágenes sería mayor en ese caso, de la misma manera que una regla sostenida cerca de la cara parece más grande que una sostenida con el brazo extendido". Los nuevos datos confirman que la edad del universo es de 13.800 millones de años, con una incertidumbre de tan solo el 0,1 %.