Los astrónomos han hallado finalmente una parte que se había perdido en el gran universo y que se especulaba sobre ella desde mediados de los años 1990s, cuando los investigadores decidieron inventariar toda la materia “ordinaria” del universo: gases, planetas y estrellas (sin contar la materia oscura que es un tema aparte). La razón de esto es que de acuerdo a la radiación de fondo, descubrimiento que le diera el Premio Nobel a Arno Penzias, se pudo calcular cuanta materia debería haberse creado durante el Big Bang.
Entonces en este inventariado de la materia que se podía ver hallaron solamente el 10% de lo que esperaban encontrar. Y si consideramos que la materia conocida es el 15% de toda la materia existente (la otra parte se presume es la materia oscura), entonces los investigadores solamente habrían logrado el inventario de alrededor 1.5% de toda la materia del universo.
Ahora se han publicado tres artículos en donde los astrónomos han identificado los bloques finales de toda la materia ordinaria en el universo. Y aunque llevó mucho tiempo hacer eso, los investigadores parecen estar en lo correcto sobre sus conclusiones: los trazos de gas caliente que abarcan todo el espacio vacío entre galaxias es donde está todo el resto de la materia que no se encontraba. A esto se le conoce como el medio intergaláctico caliente, o por sus siglas en inglés WHIM (warm-hot intergalactic medium).
Las simulaciones por computadora, que datan de 1998, dieron las primeras pistas sobre esto. “Queríamos saber qué pasaba a todo el gas en el universo”, dijo Jeremiah Ostriker, un cosmólogo de la Universidad de Princeton, quien construyó una de estas simulaciones junto con su colega Renyue Cen. Los investigadores hicieron estas simulaciones dle gas moviéndose en el universo, en donde la gravedad tiene su propia influencia, así como la luz, la explosión de las supernovas y todas las fuerzas que se mueven en el espacio. “Concluimos que el gas acumulado en filamentos podría ser detectable”, dice Ostriker.
“Fue claro que desde las primeras simulaciones, mucho de los bariones podrían estar en una forma caliente, difusa, y no en las galaxias”, comenta Ian McCarthy, un astrofísico en la Universidad de Liverpool John Moores. Los astrónomos esperaban que estos bariones calientes conformaran una súper-estructura cósmica, una hecha de materia oscura, inclusive. La fuerza gravitacional de la materia oscura podría jalar el gas y calentarlo a millones de grados. Pero desafortunadamente, el gas difuso caliente es muy difícil de encontrar.
Para ver entonces estos filamentos escondidos, dos equipos independientes de investigadores buscaron con precisión las distorsiones de la radiación de fondo. Como la luz del universo primigenia cruza todo el cosmos, esto pudo haber afectado las regiones por las que pasaba. En particular, los electrones en un gas caliente, ionizado (como el WHIM), podrían interactuar con los fotones de la radiación de fondo de manera qe impartiera energía adicional a esos fotones. Así, el espectro de la radiación de fondo se distorsionaría.
Pero desafortunadamente el mejor mapa de la radiación de fondo, dada por el satélite Plamck, no mostró estas distorsiones. O el gas no estaba ahí o el efecto era demasiado sutil para poderlo medir. Pero los dos equipos de investigación decidieron que seguirían buscando una solución. Hicieron entonces simulaciones del universo mucho más detalladas, en donde el gas podría comprimirse entre las galaxias masivas. Planck no fue capaz de ver gas entre un par de galaxias, por lo que los investigadores decidieron multiplicar la señal -si existía- un millón de veces.
Primero, los científicos revisaron los catálogos de galaxias conocidas para encontrar pares apropiados, que eran las galaxias suficientemente masivas y que estuviesen a una distancia “correcta” de manera que produjeran un grueso de gas entre ellas. Entonces los astrofísicos regrearon a los datos de la sonda Planck e identificaron las parejas de galaxias que cortaron literalmente con tijeras digitales. Con un millón de fragmentos en la mano, rotaron cada uno de ellos y los amplificaron de manera que las galaxias aparecieran en la misma posición. Entonces pusieron un millón de galaxias una sobre otra y sorpresivamente los casi fantasmales filamentos de gas caliente difuso, aparecieron.
Cabe decir que la técnica tiene sus problemas. La interpretación de los resultados, de acuerdo con Michael Shull, un astrónomo de la Universidad de Colorado en Boulder, requiere asumir muchas cosas como la distribución espacial del gas caliente y de la temperatura. Y como se apilaron las señales, “uno se preocupa sobre estas “señales débiles” que son el resultado de combinar grandes conjuntos de datos”, dice. Debido a esto, los resultados bien siguen en tela de juicio.
Habrá pues que esperar a más evidencia que pueda dar el universo o bien, a los análisis de los investigadores para hallar las dificultades que podrían entregar los resultados que ahora se dan a conocer. Como sea, es claro que poco a poco la ciencia va encontrando respuesta a preguntas que hace no muchos años eran enigmas cuya chance de resolver parecía muy lejana.
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