(Izquierda) El mapa tridimensional de materia oscura del universo inferido de una de las seis áreas de observación del HSC se muestra en el fondo con varios tonos de azul (las áreas más brillantes tienen más materia oscura). El mapa se infirió a partir de las distorsiones de las formas de las galaxias en los datos de HSC que están indicadas por palos blancos. Las longitudes del palo representan la cantidad de distorsión y el ángulo del palo corresponde a la dirección de la distorsión. (Derecha) Las mediciones están habilitadas por la luz de galaxias distantes que viaja a través del universo y es desviada por la materia en diferentes épocas del universo. antes de llegar al telescopio Subaru. Crédito:Proyecto HSC / UTokyo
La combinación de la teoría de la relatividad de Einstein con uno de los telescopios más poderosos del mundo ha ayudado a un equipo internacional de investigadores a medir dónde y cómo crecen las estructuras de materia oscura en el universo. Su análisis sugiere que las estructuras cósmicas podrían estar evolucionando más lentamente de lo que se predijo anteriormente.
Un equipo dirigido por el Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo construyó un mapa de materia oscura a lo largo de la historia del universo analizando imágenes de más de diez millones de galaxias. Los resultados parecen desafiar la comprensión actual de las leyes fundamentales de la física.
"Si más datos muestran que definitivamente tenemos razón, luego sugiere que algo falta en nuestra comprensión actual del Modelo Estándar y la teoría general de la relatividad, "dice el físico Chiaki Hikage.
Según la teoría de la relatividad general de Einstein, la gravedad deforma el espacio y el tiempo. Hasta la fecha, esta teoría ha predicho con éxito la expansión del universo, la existencia de agujeros negros, y la curvatura de la luz de objetos estelares distantes. Si los cosmólogos confirman que el universo observado está evolucionando más lentamente de lo que predice la teoría, significaría que todavía no se ha descubierto una rama completa de la física.
La materia oscura es responsable de la formación de galaxias, y la energía oscura es responsable de acelerar la expansión continua del universo. Juntos, constituyen el 95 por ciento del universo. Mapear la densidad de la materia oscura en el universo actual y reconstruir mapas históricos de materia oscura que se remontan a 13 mil millones de años podría ayudar a estudiar los cambios en la materia oscura a lo largo del tiempo. Tal comparación también podría dilucidar cómo la energía oscura ha influido en el crecimiento de la materia oscura en el universo.
Imagen fija del video corto "HSC Mass Map" de Kavli IMPU que muestra un mapa 3D de la masa, incluida la materia oscura, se distribuye por todo el universo. Como muestra esta imagen fija, las áreas con más masa están representadas por colores rojo y amarillo más brillantes, y menos masa representada por azul y negro. Crédito:Proyecto HSC
La materia oscura no es visible pero sus efectos se pueden ver en la forma de las galaxias. Dado que la gravedad de toda la materia, incluida la materia oscura invisible, dobla el camino de la luz, las galaxias lejanas parecen distorsionadas para los observadores en la Tierra. Los investigadores pueden calcular cómo se distribuye la materia oscura en el universo a través de las distorsiones de las galaxias.
Hikage y su equipo analizaron imágenes de diez millones de galaxias de la encuesta Hyper Suprime-Cam (HSC). Esta cámara de 870 megapíxeles, conectado al telescopio Subaru de 8,2 metros en la cima de Maunakea, Hawai, inspecciona el cielo, dibujar un mapa detallado del universo. Está permitiendo a los investigadores estudiar galaxias a miles de millones de años luz de la Tierra. Estas galaxias existieron hace miles de millones de años, pero su luz solo llega a la Tierra hoy, haciendo posible que los investigadores estudien el universo desde su infancia.
Usando la información de estas imágenes, los investigadores pudieron hacer el mapa tridimensional más detallado de materia oscura en el universo hasta la fecha. El mapa fue consistente con estudios anteriores. Sin embargo, también sugiere que las estructuras cósmicas podrían estar evolucionando más lentamente de lo que predijeron otros equipos de investigación.
Hikage explica que se necesitan más datos. "Con un poco más de trabajo, si podemos obtener una mayor precisión, tal vez podamos encontrar algo concreto. Este es un gran factor de motivación para mí ".
Los investigadores continuarán analizando más datos de la encuesta HSC, acercándolos a descubrir si la ciencia necesita reescribir sus reglas sobre el universo.
