Mapa de Nuestro Universo en Tercera Dimensión

Nuestro Universo tiene una arquitectura especialmente compleja, los planetas giran alrededor de estrellas, mismas que se agrupan en galaxias, las galaxias se asocian en grupos, estos forman cúmulos, que se juntan para formar super cúmulos y lo que le sigue.

Y lo que le sigue, es desconocido aún, pero ello en lugar de amilanarnos, nos anima, tenemos un espíritu que hace que no nos rindamos, lo misterioso de lo no observado nos impulsa a buscarlo, lo que ocasionalmente, y ahora cada vez más seguido, nos saca de nuestro confortable espacio, ese espacio que el “sentido común” y la “lógica humana”, ha construido como la realidad, o por mejor decir nuestra realidad.

El Universo. Tomado de YouTube EuropaPress 

Pero el espacio va enseñando lo “extraño” y ya alcanzamos a percibirlo, nos ayudan los avances obtenidos en física y cosmología.

En el año 2016 se dio a conocer, que dos grupos de científicos, por caminos independientes, encontraron una forma de organizar la información diseminada, como si fuesen las piezas de un rompecabezas formado por millones de estas.

El resultado fue un mapa o modelo, que utilizando la teoría general de la relatividad, nos ha otorgado la visión más precisa de nuestro universo, dado que, permite “mapear” las relaciones existentes entre la curvatura del espacio – tiempo y la materia del universo.

Recordemos nuestras clases de física básica, había dos clases de movimientos rectilíneos: el uniforme, en el que la velocidad es constante, cuya aceleración es igual a cero, y el uniformemente acelerado, en que se incrementa constantemente la velocidad con el transcurso del tiempo.

El objetivo de Albert Einstein en su búsqueda de la relatividad general, incluía el efecto de la aceleración en el movimiento, no nada más el referente al que se tiene con el movimiento a velocidad constante, mismo que fue propuesto en la versión especial de la relatividad.

Quería encontrar la ecuación matemática que describiera los dos procesos complementarios que él visualizaba, esto es:

La forma en que un campo gravitatorio (que es equiparable al propuesto modelo acelerado, dado que genera la aceleración en los cuerpos afectados por la gravedad) le indica a la materia de que forma debe moverse; y como la materia a su vez, produce campos gravitatorios en el espacio - tiempo, y le dice como curvarse.

Una de las ecuaciones utilizadas por Einstein en la Teoría General de la Relatividad dice:

G = R + S

Espacio-tiempo (Geometría) = Masa + Energía (Materia/Movimiento)

El lado izquierdo le dice al espacio tiempo como curvarse.

El lado derecho le dice a la materia como moverse.

Es importante mencionar que la ecuación está muy simplificada, no incluye su desarrollo algebraico ni consigna los sub índices que le son necesarios para complementarle.

Representación del Universo en tres dimensiones. Tomado de SDSS III

Ahora les comparto lo expresado por Pablo G. Bejarano el 20 julio 2016 (Blogthinkbig del punto ceom).

Existe un programa denominado “Sloan Digital Sky Survey III” (SDSS III), el que se dedica a medir las ondas de sonido procedentes de los primeros tiempos del universo, a captar, por así decirlo, los últimos destellos del Big Bang.

Estas ondas de sonido han dejado vagos rastros que se pueden encontrar en la distribución de las galaxias. 

Mientra que el proyecto “Baryon Oscillation Spectroscopic Survey” (BOSS), encuadrado dentro del (SDSS III), tiene como objetivo usar estos datos para rastrear la posición de las galaxias a lo largo del tiempo.

Los científicos del BOSS son quienes han creado este mapa en tercera dimensión del universo que muestra un millón doscientas mil galaxias. Se trata de un mapa que representa unas dimensiones espantosamente grandes y sin duda inabarcables. 

Aquí están las cifras 650,000 millones de años luz cúbicos de espacio es lo que aparece modelado; pero no está todo, sólo representa la porción del espacio que se podría observar desde una veinteava parte de nuestro cielo.

Se ha necesitado el trabajo de cientos de científicos para trazar este mapa en tercera dimensión del Universo. El cuadro que muestra el propio Universo podría pasar como un fondo oscuro punteado en diferentes colores, al menos una parte de él. 

Cada punto representa la posición de una galaxia (una posición que puede provenir de hace seis mil millones de años, pues ese el retraso con el que nos llega la información en algunos casos).

En dicha imagen aparecen representadas 48,741 galaxias, alrededor de un 3% de lo que el proyecto BOSS abarca. 

Dependiendo del color los puntos indican la distancia que cada galaxia guarda con la Tierra. La escala va desde el amarillo, las galaxias más cercanas, al morado, las más alejadas. Mientras que de las porciones cubiertas de gris no existe información.

Aparte del valor visual del mapa, la investigación ha llevado a cabo una de las mediciones más precisas de la expansión del Universo, a la vez que confirma que la energía oscura está detrás de esta expansión.

A Einstein le costó trabajo encontrarla fórmula que describía su Teoría de la Relatividad. Algo fallaba, se dio cuenta de que para que el Universo fuera estático era necesario imponer una constante a su fórmula. La cual después calificaría como el mayor error de su carrera.

En aquella época se pensaba con total certeza que el universo era estático, un vasto espacio existente en el que cabía todo.

Enla parte complementaria a la teoría, en 1929 el astrónomo Edwin Hubble demostró que el Universo se expandía, Einstein tuvo que rehacer su fórmula: sencillamente quitó la constante,

Para el año 1998 dos equipos de físicos descubrieron que las galaxias no solo se están alejando, sino que lo hacen cada vez a mayor velocidad. 

Detalle del Mapa. Tomado de Del Texto

Para explicar este fenómeno los científicos acuñaron el término –y redondearon el concepto– de energía oscura, si bien sus bases ya se habían ido postulando anteriormente. 

Y a pesar de que se sabía muy poco, y aún ahora se sabe poco de la energía oscura, los científicos comenzaron a pensar que Einstein tenía razón al proponer la famosa constante, aunque en realidad serviría como una fuerza contrapuesta a la gravedad, definiendo como la expansión del Universo se acelera. 

Lo descubierto con el proyecto BOSS va en esta dirección. 

Por otro lado en la página “20 minutos.es”, se complementó la información de la siguiente manera:

Un equipo de astrofísicos estadounidense han desarrollado un mapa tridimensional de máxima precisión del universo, el cual podría aportar más conocimientos sobre la materia oscura. 

El proyecto BOSS ha trazado el mapa en tercera dimensión más preciso del Universo hasta la fecha, cuyo error en la determinación de la distancia es de aproximadamente el uno por ciento. 

Ilustración del Volumen del Mapa que muestra Tres Dimensiones. 

Tomado de SloanDigitalSkySurvey.

La elaboración del mapa, contó con las observaciones de 1'277,503 galaxias y 160 mil cuásares de galaxias obtenidos por el telescopio instalado en el Observatorio Apache Point en Nuevo México.

El trabajo científico fue presentado en la página web de la Universidad de Cornell, y está accesible al público. En su realización fue analizado el 90 % de los objetos planeados para la investigación que se encuentran en una área de 8,500 grados cuadrados del cielo, objetos que se encuentran hasta una distancia de 6,000 millones de años luz de la Tierra. 

La creación del mapa fue posible gracias a la forma de determinar la distancia hasta los objetos basados en el fenómeno de las oscilaciones de bariones que representa las huellas de las ondas acústicas que se propagaban en el Universo temprano, hasta que se volvió transparente. 

Las ondas acústicas que se quedaron en el espacio después de la reducción de la temperatura, por debajo de un nivel crítico, han formado “inhomogeneidades”, que por su parte, formaron los cúmulos de galaxias. 

Según los científicos, la creación de este mapa puede tener una vital importancia para el estudio de la naturaleza de la energía oscura, que se sabe aporta más del 75 % de la energía total del universo.

Universo Local, Tomado de Pijama Surf.

Cosmólogos de la Universidad de Barcelona (UB), participantes en un grupo internacional de astrónomos que trabajan en el (SDSS III), aseveraron que nuestro universo se expande como liga, al menos un uno por ciento cada cuarenta y cuatro millones de años, a lo largo de cada uno de los tres ejes del espacio. Para lo cual han evaluado más de ciento cuarenta mil cuásares y se ha conseguido establecer la medida más precisa de dicha expansión cuando el Universo tenía tan sólo tres mil cuatrocientos cincuenta años de haberse formado (la cuarta parte de su edad actual).

Un cuásar es una fuente astronómica de energía electromagnética, que abarca frecuencias de luz visible y ondas de radio, su nombre procede del inglés: quasi – stellar – radio – source. Son los objetos más brillantes del Cosmos, se pueden observar a miles de millones de años luz y permiten detectar la materia intergaláctica que ha quedado distribuida por el espacio de las galaxias.

El investigador Jordi Miralda del Instituto de Ciencias del Cosmos de la UB, nos explica que: “La medición precisa del ritmo de expansión del Universo, en diferentes etapas de su historia es importante para determinar las propiedades de la energía oscura.” 

Esta energía es la que se cree hoy día, responsable de la actual aceleración en el ritmo de expansión.

Él mismo profesor Miralda complemento la información: “La expansión del Universo significa que las galaxias se alejan unas de otras, como si el espacio se estirara como una goma por todas partes”.

La luz emitida por los cuásares, atraviesa nubes de gas de material intergaláctico, cuyo componente principal es Hidrógeno.

El análisis de la absorción del hidrógeno que intercepta la luz de los cuásares en su viaje hacia la Tierra es una nueva metodología para medir la estructura a gran escala del Universo. 

Los resultados de la investigación combinan dos metodologías diferentes basadas en el uso de los cuásares y el gas intergaláctico para medir el ritmo de expansión del Universo.

Andreu Font Ribera doctor por la UB, e investigador post doctoral del Laboratorio Nacional de Lawrence Berkeley, ha realizado un primer análisis, con su equipo de colaboradores y compara la distribución espacial de cuásares con la del gas hidrógeno para medir distancias en el Universo.

Un segundo análisis fue elaborado por Thimotée Delubac del Centro de Saclay, el cual se centró en la absorción del gas hidrógeno para medir la distribución de la masa en el Universo más joven. E hizo saber que: “Hemos medido el ritmo de expansión con una precisión sin precedentes de el dos por ciento. Conocer los parámetros de expansión del Universo a lo largo de su evolución es clave para determinar la naturaleza de la energía oscura, que ha provocado la aceleración de dicha expansión durante los últimos seis mil millones de años. Tenemos entonces la velocidad de referencia en el pasado y se puede comparar con la medidas de expansión más recientes, en la que la energía oscura se ha establecido como la fuerza dominante.”

“Cuando observamos galaxias o nubes de gas muy lejanos, los vemos en el pasado del Universo, debido al tiempo que la luz tarda en llegar a nosotros. Y si miramos el pasado del Universo, cuando las galaxias estaban tres veces más cerca de lo que están actualmente, veríamos que un par de galaxias separadas por un millón de años de años luz entre si, se alejaban entre ellas a una velocidad de sesenta y ocho kilómetros por segundo a medida que se expandía el Universo”, ha entrado en detalle el doctor Font Ribera.

Bajo esta perspectiva, podemos pensar que apenas tenemos ligeros esbozos sobre la realidad, no conocemos la explicación de la mayoría de las condicionantes del Universo.

Una de las principales preguntas, y que tiene que ver con "nuestra propia visión" acerca de nuestra propia existencia, es el papel que juega la probabilidad, el azar, la falta de determinismo;  con el riesgo de que dejemos de creer en lo que nos dicen, nos deparan los astros, y nunca más leerás tu zodiaco..

                        El Mapa Preciso del Universo. Tomado de Xataka.

El mapa del Universo deberá ser actualizado, y también, cuando sea posible, llevarlo a etapas más tempranas y averiguar, cuando menos teóricamente, cómo fueron los primeros instantes del Universo, recién sucedido el Big Bang.