Explorando el Misterio de la Energía Oscura Mediante un Telescopio Para Microondas

Algo está expandiendo el universo a una velocidad asombrosa. ¿Qué es, y adónde nos llevará? Un equipo de científicos busca las respuestas a esas preguntas con el Telescopio del Polo Sur, que entró en servicio hace poco tiempo.


El Polo Sur es un lugar difícil para vivir o trabajar. Pero en buena parte por las mismas razones, es uno de los mejores puntos del planeta para examinar el débil fondo cósmico de microondas (CMB, por sus siglas en inglés), la radiación dejada por el Big Bang. El Telescopio del Polo Sur para las microondas está estudiando el CMB para recoger pistas sobre el nacimiento, evolución y destino del universo.

El proyecto del Telescopio del Polo Sur, dirigido por investigadores del Instituto Kavli para la Física Cosmológica de la Universidad de Chicago, tiene como objetivo ayudar a resolver un misterio cosmológico en particular: el de la energía oscura. Sobre esta fuerza no se sabe mucho. Actúa contra la gravedad y parece haber acelerado la expansión del universo. A diferencia de la energía que conocemos (y medimos), la energía oscura no parece actuar a través de ninguna de las fuerzas fundamentales de la naturaleza y sí de forma opuesta a la gravedad. No puede descubrirse directamente, por ejemplo a través de la luz u otras manifestaciones de la fuerza electromagnética. La evidencia de la energía oscura es indirecta.

La existencia de la energía oscura fue planteada por primera vez en 1998 por científicos que buscaban explicar unos datos inesperados de supernovas distantes. Desde entonces, se han llevado a cabo investigaciones utilizando el Telescopio Espacial Hubble y otros instrumentos que han rastreado el impacto de la energía oscura hasta hace aproximadamente nueve mil millones de años, cuando el universo tenía unos cinco mil millones de años de edad y las galaxias empezaron a alejarse unas de otras a un ritmo más rápido.

Estudiando el CMB y lo que dice sobre la geometría del universo, los científicos estiman que la energía oscura constituye entre el 70 y el 75 por ciento de la masa y la energía totales y combinadas del universo. Esto es aproximadamente tres veces la cantidad de materia oscura que no puede ser descubierta por la luz u otra radiación electromagnética, pero que ejerce una poderosa atracción gravitatoria sobre las galaxias. Sólo alrededor del 4 por ciento del cosmos está formado por la materia ordinaria, la materia de que estamos hechos y que podemos ver.

Así, sea lo que sea la energía oscura, el caso es que su efecto es más fuerte que cualquier otra cosa a gran escala. También puede determinar el futuro del universo. Podría ganar en fuerza y acabar con él al diseminar toda la materia, incluso a los núcleos atómicos. Los cosmólogos llaman a esto "Big Rip" (o Gran Desgarrón). O podría debilitarse y permitir que la gravedad reconcentrase el universo, en un fenómeno denominado "Big Crunch" o Gran Trituración, produciendo algo con la densidad infinita a partir de lo cual se originó el Big Bang. O quizás simplemente permitirá que la expansión continúe de manera convencional, hasta que la mayoría de las estrellas y galaxias estén demasiado distantes para ser vistas.

El Telescopio del Polo Sur para las microondas está examinando cúmulos de galaxias para tratar de saber qué papel desempeñó la energía oscura en su evolución. Si los científicos pueden averiguar cómo la densidad de las acumulaciones de materia cambió con el paso del tiempo, pueden hacerse una idea más precisa de si la energía oscura nos está llevando hacia un Big Rip, un Big Crunch o algo intermedio.

La actividad del Telescopio del Polo Sur para las microondas no terminará con esta inspección de cúmulos de galaxias. Otro proyecto en preparación usará el telescopio para escanear el CMB en busca de sutiles fluctuaciones en su polarización. Como la luz visible, la radiación de microondas procedente del Big Bang tiene ondas moviéndose en campos electromagnéticos a diferentes ángulos. Las observaciones con otro instrumento ubicado en el Polo Sur, el interferómetro DASI, han confirmado que el CMB está polarizado como se esperaba a raíz de las teorías más aceptadas sobre el Big Bang.

Los investigadores quieren ahora usar el telescopio de microondas, más sensible, para buscar variaciones minúsculas en la polarización del CMB que denoten la presencia de grandiosas ondas de gravedad.

Esas ondas descomunales se habrían generado en el "periodo de la inflación", cuando el universo tenía tan sólo entre 10 y 50 segundos de edad.

Un nuevo conjunto de sensores, capaz de detectar la polarización así como el calor, está siendo construido por la Universidad de Chicago y debería estar listo para su instalación en el Telescopio del Polo Sur para las microondas en el verano austral (el invierno boreal) de 2009-10.