Ajuntament de Terrassa - Societat del coneixement.

UNIVERSITAT DE BARCELONA - 13/11/2012


Un equip internacional d'astrònoms mesura la desacceleració de l'Univers abans de l'acció de l'energia fosca


Imatge tridimensional de simulació astronòmica

Diverses observacions astronòmiques han demostrat que l'expansió de l'Univers s'ha anat accelerant durant els darrers 7.000 milions d'anys —l'Univers actualment té 14.000 milions d'anys—, impulsada per una força repulsiva desconeguda anomenada energia fosca




Gràcies a una nova tècnica per mesurar l'estructura tridimensional de l'Univers llunyà, els astrònoms de la col·laboració internacional Sloan Digital Sky Survey (SDSS-III), en la qual participen investigadors de la UB, han fet la primera mesura del ritme d'expansió còsmica reculant molt més enrere en el temps fins fa 11.000 milions d'anys, només 3.000 milions d'anys després del Big Bang.


«Si pensem en l'Univers com una muntanya russa, ara estaríem anant costa avall, guanyant velocitat a mesura que avancem», explica Nicolás Busca, del Laboratori d'Astropartícules i Cosmologia del Centre Nacional de Recerca Científica de França (CNRS), i principal autor de l'estudi. «La nova mesura ens parla de l'època en què l'Univers estava pujant el turó, frenant-se per la gravetat», afegeix.

Els resultats s'han presentat en un article publicat avui al repositori digital arXiv i enviat a la revista Astronomy and Astrophysics. En aquest treball han participat els investigadors Jordi Miralda, investigador ICREA de l'Institut de Ciències del Cosmos de la UB (ICCUB) —adscrit al campus d'excel·lència internacional BKC—, i Andreu Font, actualment al Laboratori Nacional Lawrence Berkeley (Universitat de Califòrnia). Font ha contribuït a l'estudi amb les aportacions de la seva tesi doctoral, realitzada a la UB, en què va desenvolupar les simulacions de totes les observacions usades per calcular els errors de les mesures i eliminar diversos errors sistemàtics d'aquestes observacions.

Els nous resultats es basen en les dades del Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), un dels projectes de la col·laboració SDSS-III, que utilitza una tècnica basada en la mesura de les anomenades oscil·lacions acústiques de barions (BAO), unes ones de so que es propagaven per l'Univers primitiu a través de la matèria i que han deixat una empremta de les petites variacions de densitat que hi havia a l'inici de l'Univers. Aquestes ones de so tenen una longitud coneguda que es pot fer servir per mesurar distàncies i deduir el ritme d'expansió de l'Univers en el passat.

En un treball anterior, la col·laboració SDSS-III va presentar els resultats d'aquesta empremta detectada en la distribució de galàxies a l'espai. Ara, les dades s'han obtingut dels espectres d'absorció dels quàsars, els objectes més brillants de l'Univers.

Quan es mesura l'espectre d'un quàsar, no veiem la llum tal com va ser emesa sinó que rebem el resultat del seu llarg viatge fins a la Terra. Així, quan n'observem l'espectre, hi veiem l'absorció de núvols de gas d'hidrogen en l'espai intergalàctic de l'Univers distant, que són interceptats al llarg de la línia de visual fins al quàsar. El conjunt d'aquests espectres permet construir un mapa aproximat del gas intergalàctic que es troba entre nosaltres i els quàsars observats.

La nova mesura de l'equip SDSS-III de l'anomenat pic BAO (la longitud d'aquestes ones de so primitives), combinada amb mesures del mateix pic en altres èpoques de la història de l'Univers, descriu com ha evolucionat l'Univers al llarg de la seva història. La imatge que en resulta és consistent amb la nostra comprensió actual de l'Univers: l'energia fosca és una constant en l'espai a través del cosmos. D'altra banda, per primera vegada s'ha vist com l'energia fosca funcionava abans que comencés l'acceleració actual de l'Univers.

Tal com explica Miralda, «el que és nou en l'experiment BOSS és el gran nombre de quàsars observats. Abans en teníem pocs milers, i ara ja en tenim 60.000. Això ens permet tenir prou dades per reconstruir el mapa de l'Univers en tres dimensions i observar les ones BAO. Aquesta és la primera vegada que es detecten a una distància tan gran, quan l'Univers només tenia 3.000 milions d'anys».

Les mesures de BOSS mostren que l'expansió de l'Univers s'estava desaccelerant fa 11.000 milions d'anys a causa de l'atracció gravitatòria mútua de totes les galàxies en l'Univers, però que a mesura que l'Univers s'expandia, la constant de força repulsiva de l'energia fosca va començar a dominar mentre la matèria es va diluir per l'expansió de l'espai. De la mateixa manera que Edwin Hubble i Georges Lemaitre van mesurar el 1929 la velocitat d'expansió de l'Univers proper, el grup SDSS-III ha fet la mateixa mesura de la velocitat d'expansió de l'Univers fa 11.000 milions d'anys.



Posa Flash Player per reproduïr aquest fitxer
o descarrega'l per reproduïr-lo localment.


Butlletí Innovem Terrassa !!!
Universitat i Societat del coneixement - Ajuntament de Terrassa.