Parte de una nueva imagen de la luz más antigua del universo tomada por el Telescopio de Cosmología de Atacama. Esta parte cubre una sección del cielo 50 veces el ancho de la luna, lo que representa una región del espacio de 20 mil millones de años luz de diámetro. La luz, emitió solo 380, 000 años después del Big Bang, varía en polarización (representada aquí por colores más rojos o más azules). Los astrofísicos utilizaron el espacio entre estas variaciones para calcular una nueva estimación de la edad del universo. Crédito:Colaboración ACT
Nuevos datos publicados hoy por el Telescopio de Cosmología de Atacama (ACT) en Chile indican que nuestro universo tiene alrededor de 13.8 mil millones de años, coincidiendo con las mediciones realizadas por el satélite Planck en 2015, y cuestionando los hallazgos de 2019 de otro grupo de investigación que determinó que la edad del universo era mucho más joven de lo que había predicho el satélite Planck. Ese estudio había medido el movimiento de las galaxias para llegar a su número, mientras que el ACT midió la luz polarizada para llegar a sus conclusiones.
Mark Halpern, Profesor de la UBC en el departamento de física y astronomía, es parte del equipo internacional que colabora en el ACT, que incluye científicos de 41 instituciones en siete países. Hablamos con Halpern sobre estos nuevos hallazgos, y su significado.
¿Cómo funciona el telescopio ACT?
El Telescopio de Cosmología de Atacama es un telescopio de seis metros de diámetro con una cámara muy sensible que mide la luz polarizada. Es uno de los observatorios de mayor elevación del mundo, ubicado a lo largo de la cordillera de los Andes chilenos para evitar tener que mirar a través del aire húmedo. El telescopio en sí fue construido por Empire Dynamic Systems en Port Coquitlam, y llevado de Vancouver a Chile en barco.
Está sintonizado para trabajar en longitudes de onda cercanas a unos pocos milímetros, donde lo más brillante en el cielo es un resplandor térmico que queda del plasma que llenó el universo primitivo. ACT pasa todo su tiempo escaneando de un lado a otro, haciendo los mapas más sensibles que pueda de estructura cósmica. La novedad de esta publicación de datos es que nuestras medidas de polarización son muy precisas. El brillo del cielo nos habla de la estructura del universo temprano. La polarización nos habla del movimiento. Juntos, los datos nos dan una imagen muy detallada de la dinámica.
¿Qué nos dicen estos nuevos hallazgos sobre la edad del universo? ¿Y por qué es esto importante?
La importancia de estos resultados, para mi, es que incluso con datos mejorados y una mejor comprensión, nuestro modelo del universo se mantiene muy bien. La edad no es realmente el gran problema aquí. Solíamos pensar que el universo tenía alrededor de 13,77 mil millones de años, más o menos 40 millones de años. Ahora creemos que tiene 13.790 millones de años, más o menos 21 millones de años.
El Telescopio de Cosmología de Atacama mide la luz más antigua del universo, conocido como el fondo cósmico de microondas. Usando esas medidas, los científicos pueden calcular la edad del universo. Crédito:Debra Kellner
Quizás 21 millones de años suene como una gran incertidumbre, pero como una fracción, esto es muy preciso. Imagine a un médico que examina a un paciente de 50 años y, a partir de su estado actual, no su historia, estimando su edad con una precisión de 25 días!
Podemos ser así de precisos porque los datos son excelentes, el modelo encaja muy bien, y el modelo es simple. Dados los datos, entendemos el sistema, y no hay muchas opciones sobre cómo ha envejecido el universo. Lo asombroso es lo conscientes que somos y lo que esto nos dice sobre nuestras vidas que podemos saber que el universo tiene un comienzo, y conocer su edad con un alto grado de precisión.
¿Estos hallazgos plantean nuevas preguntas sobre nuestro universo y sus orígenes?
Si y no. La historia principal es que estos datos añaden bastante precisión a nuestras mediciones, y aun así el modelo más simple de nuestro universo permanece en muy buena forma. Esta ha sido una historia extraordinaria a lo largo de los años, con los datos mejorando en precisión por un factor de 100, 000 y todavía encajan los mismos modelos.
Pero estos datos aumentan la tensión que existe en el conjunto de datos cosmológicos en general. Cuando inferimos la constante de Hubble, la tasa de expansión actual del universo, a partir del fondo cósmico de microondas (CMB) y otras mediciones a gran escala, obtenemos un valor diferente al que se mide más localmente a partir de lo que se llama una escalera de distancia. Si esta diferencia es real, es un desafío a los modelos cosmológicos.
¿Qué sigue para el ACT?
Nuestras observaciones continúan. Nuestro próximo gran objetivo es buscar un patrón de polarización diminuto que viole la paridad. Si lo vemos es una pista sobre la radiación gravitacional generada en los primeros instantes del nacimiento del universo. Muchos experimentos, no solo ACTUAR, están buscando esta señal.
