El universo está impregnado de una vasta red invisible, sus zarcillos tejen a través del espacio. Pero a pesar de organizar el asunto que vemos en el espacio, esta red oscura es invisible. Esto se debe a que está compuesto de materia oscura, que ejerce un tirón gravitacional pero no emite luz.
Es decir, la web era invisible hasta ahora. Por primera vez, los investigadores han iluminado algunos de los rincones más oscuros del universo.
Tejiendo la web
Hace mucho tiempo, el universo era más cálido, más pequeño y más denso de lo que es ahora. También fue, en promedio, mucho más aburrido. No hubo mucha variación en la densidad de un lugar a otro. Claro, el espacio era mucho más estrecho en general, pero en el universo joven, sin importar a dónde fueras, las cosas eran más o menos lo mismo.
Pero había pequeñas diferencias aleatorias en la densidad. Esas pepitas tenían un poco más de atracción gravitacional que su vecindario circundante, por lo que la materia tendía a fluir hacia ellas. Al crecer de esta manera, desarrollaron una influencia gravitacional aún más fuerte, atrayendo más materia, haciendo que fueran más grandes, y así sucesivamente durante miles de millones de años. Simultáneamente, a medida que crecieron las pepitas, los espacios entre ellos se vaciaron.
En el transcurso del tiempo cósmico, los ricos se hicieron más ricos y los pobres se empobrecieron.
Finalmente, los parches densos se convirtieron en las primeras estrellas, galaxias y cúmulos, mientras que los espacios entre ellos se convirtieron en los grandes vacíos cósmicos.
Ahora, 13.8 mil millones de años en este proyecto de construcción masivo, el trabajo no está del todo terminado. La materia todavía está saliendo de los vacíos, uniéndose a grupos de galaxias que fluyen en densos y ricos cúmulos. Lo que tenemos hoy es una vasta y compleja red de filamentos de materia: la red cósmica.
Una luz en la oscuridad
La gran mayoría de la materia en nuestro universo es oscura; no interactúa con la luz o con ninguna de las materias "normales" que vemos como estrellas y nubes de gas y otras cosas interesantes. Como resultado, gran parte de la red cósmica es completamente invisible para nosotros. Afortunadamente, donde la materia oscura se acumula, también arrastra algo de materia regular para unirse a la diversión.
En los bolsillos más densos de nuestro universo, donde los susurros gravitacionales de la materia oscura han influenciado suficiente materia regular para fusionarse, vemos luz: la materia regular se ha convertido en estrellas.
Como un faro en una distante costa negra, las estrellas y las galaxias nos dicen dónde acecha la materia oscura oculta, dándonos un esquema fantasmal de la verdadera estructura de la red cósmica.
Con esta vista sesgada, podemos ver fácilmente los grupos. Aparecen como ciudades gigantes vistas desde un vuelo de ojos rojos. Sabemos con certeza que hay una tremenda cantidad de materia oscura en esas estructuras, ya que necesita una gran cantidad de empuje gravitacional para agrupar tantas galaxias.
Y en el extremo opuesto del espectro, podemos detectar fácilmente los vacíos; son los lugares donde no está todo el asunto. Debido a que no hay galaxias para iluminar estos espacios, sabemos que, en general, están realmente vacías.
Pero la grandeza de la red cósmica radica en las delicadas líneas de los filamentos mismos. Estirándose durante millones de años luz, estos delgados zarcillos de galaxias actúan como grandes autopistas cósmicas que cruzan vacíos negros y conectan cúmulos urbanos brillantes.
A través de una lente tenue
Esos filamentos en la red cósmica son la parte más difícil de estudiar. Tienen algunas galaxias pero no muchas. Y tienen todo tipo de longitudes y orientaciones; en comparación, los grupos y vacíos son un juego de niños geométrico. Entonces, a pesar de que hemos sabido de la existencia de filamentos, a través de simulaciones por computadora, durante décadas, hemos tenido dificultades para verlos.
Sin embargo, recientemente, un equipo de astrónomos hizo un gran avance en el mapeo de nuestra web cósmica, publicando sus resultados el 29 de enero en la base de datos arXiv. Así es como fueron a los negocios:
Primero, tomaron un catálogo de las llamadas galaxias rojas luminosas (LRG) de la encuesta de Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Los GLR son bestias masivas de galaxias, y tienden a sentarse en el centro de densas gotas de materia oscura. Y si los LRG se encuentran en las regiones más densas, entonces las líneas que los conectan deberían estar hechas de filamentos más delicados.
Pero mirar el espacio entre dos GLR no será productivo; No hay muchas cosas allí. Entonces, el equipo tomó miles de pares de LRG, los realineó y los apiló uno encima del otro para hacer una imagen compuesta.
Usando esta imagen apilada, los científicos contaron todas las galaxias que pudieron ver, sumando su contribución total de luz. Esto permitió a los investigadores medir cuánta materia normal formaba los filamentos entre los GLR. A continuación, los investigadores observaron las galaxias detrás de los filamentos y, específicamente, sus formas.
A medida que la luz de esas galaxias de fondo perforaba los filamentos intermedios, la gravedad de la materia oscura en esos filamentos empujó suavemente la luz, cambiando ligeramente las imágenes de esas galaxias. Al medir la cantidad de desplazamiento (llamado "cizallamiento" por los científicos), el equipo pudo estimar la cantidad de materia oscura en los filamentos.
Esa medida se alineó con predicciones teóricas (otro punto para la existencia de materia oscura). Los científicos también confirmaron que los filamentos no eran completamente oscuros. Por cada masa de 351 soles en los filamentos, había una salida de luz de 1 soles.
Es un mapa tosco de los filamentos, pero es el primero, y definitivamente muestra que si bien nuestra red cósmica es mayormente oscura, no es completamente negra.
Paul M. Sutter es astrofísico en SUNY Stony Brook y el Flatiron Institute, presentador de Ask a Spaceman y Space Radio, y autor de Your Place in the Universe.
