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Una celebración artística de los datos del primer año del Aparato Espectroscópico de Energía Oscura (DESI), que muestra una porción del atlas 3D más alto que DESI está construyendo durante su estudio de cinco primaveras. | Crédito: Colaboración DESI/KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Horálek/R. Procurador
La relatividad universal ha pasado una de sus pruebas más precisas gracias a las observaciones de los últimos 11 mil millones de primaveras de progreso cósmica recopiladas por el Aparato Espectroscópico de Energía Oscura, o DESI.
La teoría de la relatividad universal de Albert Einstein de 1915 ha seguido siendo la mejor descripción de la agravación de la humanidad durante los últimos 100 primaveras. Los cosmólogos han utilizado la relatividad universal para modelar cómo ha evolucionado el cosmos (desde sus primeros momentos hasta su estado flagrante) y han demostrado cómo la agravación unió pequeños grupos de materia para formar vastas galaxias, así como cúmulos de esas galaxias. Sin retención, si acertadamente la relatividad universal ha pasado todas las pruebas que se le han diligente en escalas relativamente pequeñas, pocas pruebas la han desafiado a escalas muy grandes.
Los científicos han realizado ahora una de estas pruebas a gran escalera utilizando DESI. Observaron casi 6 millones de galaxias y quásares, que son corazones brillantes de galaxias alimentados por agujeros negros supermasivos. Quizás no sea sorprendente que esta prueba, que ha rastreado la progreso del universo desde que tenía más o menos de 3 mil millones de primaveras, haya demostrado una vez más que la relatividad universal es la “récipe” correcta para la agravación.
“La relatividad universal ha sido probada muy acertadamente a escalera de los sistemas solares, pero igualmente necesitábamos probar que nuestra suposición funciona a escalas mucho mayores”, dijo la codirectora del estudio y cosmóloga del Centro Franquista Francés de Investigaciones Científicas (CNRS), Pauline Zarrouk. en un comunicado. “Estudiar el ritmo al que se formaron las galaxias nos permite probar directamente nuestras teorías y, hasta ahora, nos estamos alineando con lo que predice la relatividad universal a escalas cosmológicas”.
Montado en el telescopio de 4 metros Nicholas U. Mayall del Observatorio Franquista Kitt Peak, DESI es un aparato de última coexistentes compuesto por 5.000 “luceros robóticos”. El tentativa se encuentra ahora en el cuarto año de su esquema de estudio del Paraíso de cinco primaveras de duración, en el que eventualmente se observarán aproximadamente 40 millones de galaxias y quásares.
Los datos de los estudios del Paraíso podrían ser esenciales para comprender la energía y la materia oscuras, la misteriosa sustancia que pesa más que las partículas de “materia cotidiana” que componen las estrellas, los planetas, las lunas y todo lo que vemos a nuestro más o menos en el día a día, pero permanece efectivamente invisible. Descritos colectivamente como el “universo anfibológico”, la energía y la materia oscuras sugieren que todo lo que entendemos en el cosmos representa sólo el 5% de su contenido.
Un círculo desventurado dividido en tres secciones por líneas radiales blancas.
“La materia oscura constituye aproximadamente una cuarta parte del universo, y la energía oscura representa otro 70 por ciento, y no sabemos en realidad qué es ninguna de las dos”, dijo el miembro del equipo Mark Maus, estudiante de doctorado en Berkeley Lab y UC Berkeley. en el comunicado. “La idea de que podamos tomar fotografías del universo y afrontar estas grandes y fundamentales preguntas es impresionante”.
Pesando fantasmas cósmicos
La relatividad universal puede ser la mejor descripción de la agravación que tenemos, pero no puede explicar cada medio ambiente del universo que observamos actualmente, en particular la expansión acelerada del espacio y el intención gravitacional de la materia oscura. La celeridad de la expansión del espacio se atribuye actualmente a una fuerza “marcadora de posición” señal energía oscura, que escapa a la descripción de los modelos cosmológicos basados en la relatividad universal.
Esta descuido de explicación de la energía oscura ha llevado a algunos científicos a proponer alternativas a la relatividad universal que se basan en ajustes a la teoría de la agravación de Isaac Newton, que reemplazó la teoría de la obra maestra de Einstein. Estas teorías generalmente se denominan “teorías modificadas de la agravación” y explican las observaciones del universo sin la indigencia de introducir poco desconocido, como la energía oscura.
Encima de ayudar a validar el maniquí líder del universo basado en la relatividad universal, el maniquí Lambda Cold Dark Matter (LCDM), los hallazgos de DESI igualmente han ayudado a descartar algunas teorías de la agravación modificada.
Un cono blanco deformado sobre un fondo desventurado
Encima, los mismos resultados de DESI han ayudado a fijar un margen superior a la masa de las llamadas “partículas aparición” o neutrinos.
Los neutrinos obtienen su reputación de fantasmas del zoológico de partículas adecuado a su descuido de carga eléctrica y al hecho de que prácticamente no tienen masa. Mientras lees esta frase, billones de estas partículas han circulado por tu cuerpo a una velocidad cercana a la de la luz, sin ser detectadas.
Los neutrinos son las únicas partículas fundamentales que hemos descubierto cuyas masas no han sido definidas con precisión por los científicos. Mientras que experimentos anteriores definieron la masa inferior de los neutrinos, los resultados de DESI establecieron un margen superior, dando a los investigadores un rango de masa mejor definido interiormente del cual deberían habitar los neutrinos.
Hilos rojos y naranjas que se encuentran en nodos sobre un fondo desventurado
Los nuevos resultados provienen de un examen ampliado del primer año de datos DESI, publicado en abril de 2024. Estos datos formaron el atlas 3D más alto del universo creado hasta la data. Estos resultados ya eran notables porque parecían mostrar que la fuerza de la energía oscura está cambiando con el tiempo.
Los resultados de DESI de abril se centraron en un factótum de agrupación de galaxias llamado oscilaciones acústicas bariónicas (BAO), oscilaciones en la densidad de la materia que permiten que crezcan estructuras a gran escalera. Este nuevo examen de estos resultados incluyó lo que los investigadores llaman un “examen de forma completa”, que examinó más a fondo cómo se distribuyen las galaxias y la materia en diferentes escalas en el espacio.
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Se dilación que en la primavera de 2025 se publiquen más resultados del segundo y tercer año de operaciones de DESI.
“Tanto nuestros resultados de BAO como el examen de forma completa son espectaculares”, dijo en el comunicado el codirector de la investigación Dragan Huterer de la Universidad de Michigan. “Esta es la primera vez que DESI observa el crecimiento de la estructura cósmica. Estamos mostrando una nueva y tremenda capacidad para sondear la agravación modificada y mejorar las limitaciones de los modelos de energía oscura. Y es sólo la punta del iceberg”.
Los resultados de DESI se describen en varios artículos que se publicaron en el sitio del repositorio de investigación arXiv el martes (19 de noviembre).
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