sábado, 29 de octubre de 2016

El universo visible tuvo 2 billones de galaxias

Un nuevo cómputo arroja que el universo visible contiene 10 veces más galaxias de lo que se creía.

Foto
El universo observable es la parte del Universo que podemos ver. Así que, por definición, estamos en el centro del universo observable. El Universo es mucho más grande, posiblemente infinito, pero sólo vemos hasta una distancia de 13.800 millones de años luz debido a que la velocidad de la luz es finita y no podemos remontarnos más allá del Big Bang.
Pues bien, un reciente cálculo arroja que el universo observable contenía 2 billones de galaxias a los pocos miles de millones de años tras el Big Bang, que son 10 veces más de lo que se creía. Desde mediados de los años noventa se ha venido estimando que había unos 120.000 millones de galaxias, resultado que se basaba en las fotos Deep Field del Hubble de 1996.
En estas fotos de larguísima exposición se lograron ver galaxias que estaban a 12.000 millones de años luz de distancia a nosotros, las vimos tal y como eran a sólo 1800 millones de años tras el Big Bang.
Así que sólo hacía falta contar las galaxias de estas fotos y saber el área del cielo cubiertas por las mismas para llegar a la cifra de 120.000 millones de galaxias en aquel entonces.
Sin embargo, no había suficientes galaxias en esas fotos que dieran cuenta de la cantidad de materia que hay hoy a lo largo del universo cercano (presente). Esta materia perdida debería de estar también en forma de galaxias en época remota, pero posiblemente eran demasiado débiles como para verlas fácilmente, así como en forma de polvo y gas. No sabíamos cuánta de estas galaxias había en total porque, precisamente, no había imágenes de ellas.
Posteriormente se tomaron otras fotos de campo profundo realizadas por el Hubble después de su actualización (ver foto de cabecera). Christopher Conselice (University of Nottingham) y sus colaboradores han analizado estas fotos y otras similares tomadas por telescopios convencionales. Para ello fue necesario trasformar esas fotos en imágenes 3D (que tienen en cuenta la profundidad gracias al corrimiento al rojo) para contabilizar el número de galaxias en cada momento de la historia remota del Universo. Además, usaron modelos matemáticos. Esto ha permitido contabilizar galaxias que antes no se tenían en cuenta. El caso es que esta nueva contabilización de las galaxias de campo profundo ahora encaja con de la masa visible del universo cercano y da cuenta de 2 billones de galaxias en total.
Con la tecnología actual sólo se pueden observar un 10% del universo visible, pues los telescopios actuales no pueden ver mucho más allá de nuestro universo cercano debido a que la intensidad de luz decae con el inverso del cuadrado de la distancia. Aunque es posible visualizar galaxias más lejanas con estos telescopios, lo tienen que hacer a costa de una exposición y un tiempo de telescopio que es caro y escaso.
Todo esto significa que el 90% de las galaxias son demasiado débiles para poder verlas con nuestra actual tecnología. Es decir, no se ha estudiado el 90% de las galaxias del universo visible, así que entre ellas debe de haber casos interesantes que ahora desconocemos, pero que podremos conocer con la nueva generación de telescopios, tanto en tierra como en el espacio.
El telescopio James Webb podrá ver galaxias distantes mucho más fácilmente, incluso remontarse a la época en las que las galaxias mismas empezaron a formarse.
De momento el nuevo resultado es consistente con la teoría de formación de las galaxias. Según esta teoría las galaxias empiezan siendo muy pequeñas y posteriormente sufren un periodo en el que se juntan unas con otras o canibalizan a otras más pequeñas.
Como en las imágenes de campo profundo vemos tal y como eran esas galaxias en épocas remotas y, por tanto, ha pasado mucho tiempo desde entonces, se deben de haber formado galaxias más grandes desde entonces a costa de reducir el número total de galaxias, pero no la masa galáctica total. Por tanto, en el momento actual debe haber menos de esos 2 billones de galaxias.
La reducción en el número de galaxias según se avanza en el tiempo contribuye también a solucionar la paradoja de Olbers. Según esta paradoja, si el Universo es infinito entonces debe de haber una estrella en cualquier dirección a la que se mire, por lo que el cielo no puede ser negro. Con una abundancia de 2 billones de galaxias cada punto del cielo debería contener una galaxia, pero la gran mayoría de ellas son invisibles al ojo humano y a los telescopios modernos por una combinación de factores como el corrimiento al rojo, la dinámica del Universo y la absorción de la luz por el polvo y gas intergaláctico. Además está el hecho de que el Universo está limitado en el tiempo hacia el pasado por el Big Bang. Todo ello asegura un cielo oscuro por la noche.
Los teóricos nunca se sintieron satisfechos con el antiguo número galaxias del universo visible e incluso el nuevo se les antoja escaso, así que todavía hay cierta discrepancia. Al estudio de esta contradicción se va a dedicar ahora este grupo de investigadores.
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