Hay vacíos en el universo, y no podemos verlos correctamente. Y eso es algo bueno.
Estos vacíos, huecos gigantes e irregulares en el espacio que están vacíos de galaxias, están por todo el cosmos. Pero, como están vacíos, los astrónomos no pueden observarlos directamente. En cambio, los ven mapeando galaxias a través del espacio y luego marcando las áreas entre estas áreas. Sin embargo, desde nuestra perspectiva en la Tierra, todos esos vacíos parecen distorsionados.
Estas áreas aparecen estiradas en algunos lugares y aplastadas en otros. Esa es una consecuencia del "desplazamiento al rojo" de las galaxias en sus fronteras, una distorsión visual causada por el movimiento de estos sistemas: a medida que se alejan del espectador (terrícolas, en este caso), las longitudes de onda de las galaxias parecen estirarse y volverse más rojas ; aquellos que se mueven hacia nosotros se verían más azules a medida que sus longitudes de onda se acortaran. La energía oscura es el nombre que los astrónomos le han dado a una fuerza invisible que estira nuestro universo y hace que las galaxias se alejen unas de otras.
Esa distorsión resulta ser algo bueno, según un artículo publicado el 9 de julio en la revista Physical Review D. Hasta ahora, los investigadores se han basado en mediciones precisas de los desplazamientos al rojo de las galaxias individuales para descubrir qué tan rápido se está expandiendo el universo, y a su vez, cuánta energía oscura está presente para impulsar esa expansión. Pero medir las distorsiones de los vacíos resulta ser una técnica mucho más precisa, lo que permite a los investigadores reducir esa expansión aún más.
"Lo que realmente estamos midiendo es la distorsión en las posiciones de las galaxias alrededor de las regiones vacías", dijo Seshadri Nadathur, investigador de la Universidad de Portsmouth en el Reino Unido, y autor principal del artículo. "Lo bueno de los vacíos es que son regiones del espacio alrededor de las cuales podemos modelar con mucha precisión movimientos de galaxias".
Esto se debe a que las matemáticas necesarias para determinar con precisión los movimientos de las galaxias se vuelven mucho más simples dentro de estos vacíos, dijo Nadathur a Live Science. (En este caso, el equipo de investigación estudió los vacíos a unos 5.500 millones de años luz de la Tierra).
"Las galaxias se mueven debido a que la gravedad las empuja hacia regiones de exceso de materia, y el problema generalmente es que nuestra teoría de la gravedad, la relatividad general de Einstein, es muy compleja y las ecuaciones son difíciles de resolver exactamente", dijo. "Así que la mayoría de las veces en cosmología usamos aproximaciones, conocidas como 'teoría de la perturbación', para ayudar a que el problema sea manejable. Esta teoría de la perturbación funciona mucho mejor en regiones vacías que en regiones donde hay mucha materia, por lo que nuestro las predicciones son más simples de hacer y mucho más precisas en los vacíos ".
El resultado de esa precisión adicional es que, utilizando la técnica pionera en este artículo, los científicos pueden hacer estimaciones mucho más precisas de la tasa de expansión del universo y confirmar mejor que las tasas de expansión observadas se alinean con las teorías preferidas de los astrónomos sobre por qué la expansión está sucediendo . El nuevo resultado también limita aún más el alcance de algunas teorías alternativas que están flotando por ahí. Las mejores mediciones anteriores del movimiento galáctico también hicieron todo esto, pero alrededor de cuatro veces menos bien, según Nadathur.
Esas mejores mediciones anteriores de los desplazamientos al rojo de los vacíos galácticos provienen de un estudio del cielo llamado Encuesta Espectroscópica de Oscilación Baryon (BOSS). Esta medición de distorsión vacía también se basó en datos de BOSS, pero mejoró enormemente en sus conclusiones aplicando esta nueva técnica de análisis a los datos de BOSS.
La medición mejorada de la expansión del universo se ajustó a las teorías existentes sobre cómo funciona la energía oscura en el universo, escribieron los investigadores en el documento: que vivimos en un universo "plano" con energía oscura constante que impulsa su expansión. "Al unir nuestros resultados con los de la técnica BAO, podemos obtener una medición mucho mejor de la tasa de expansión cósmica hace 5.500 millones de años más o menos", dijo Nadathur. "Y esto a su vez es muy importante porque nos dice qué ha estado haciendo la energía oscura durante ese tiempo, así como otras cosas como la curvatura del espacio, que es lo que nos entusiasma a los cosmólogos".
Los investigadores también señalaron en el documento que hay varios esfuerzos futuros para escanear el cielo con mayor precisión que BOSS, a fin de comprender aún mejor la energía oscura. Los investigadores escribieron que esta misma técnica también debería mejorar enormemente la precisión de esas encuestas.
