Crédito de imagen: Hubble
Los científicos universitarios han cofundado una colaboración internacional que busca medir con nueva precisión la fuerza misteriosa que hace que el universo se separe. Los planes requieren que el proyecto, llamado Dark Energy Survey, recopile datos sobre aproximadamente 300 millones de galaxias que abarcan dos tercios de la historia del universo.
La encuesta podría comenzar a hacer observaciones ya en el otoño de 2009. Aunque el DES permanece a más de cuatro años de distancia, las encuestas más ambiciosas tomarán al menos una década para producir resultados. "No quiero esperar tanto" dijo Joshua Frieman, profesor de Astronomía y Astrofísica y del Colegio.
Según los métodos de contabilidad física, la energía oscura constituye el 70 por ciento del universo. La energía oscura podría ser una manifestación de la constante cosmológica de Albert Einstein, una fuerza que actúa en todo momento y en todos los lugares del universo. También podría ser un desglose de la teoría de la gravedad de Einstein a grandes escalas.
? Esencialmente requiere que la gravedad sea repulsiva? dijo Wayne Hu, profesor asociado de astronomía y astrofísica. "Eso es posible bajo nuestras teorías estándar de la gravedad, pero no se espera". Frieman dijo que sea cual sea la energía oscura, "es probable que tenga profundas implicaciones para la física fundamental".
La colaboración DES consiste en investigadores en Chicago, Fermi National Accelerator Laboratory, la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, el Lawrence Berkeley National Laboratory y el Observatorio Interamericano Cerro Tololo, así como grupos del Reino Unido y Barcelona, España. Es probable que la financiación para el proyecto de $ 20 millones provenga principalmente del Departamento de Energía de los EE. UU., Agencias de financiación europeas, las instituciones miembros y otras agencias y fuentes.
Frieman dirige el componente de colaboración de la Universidad. Junto a él y Hu en la colaboración están John Carlstrom, el Profesor de Servicio Distinguido S. Chandrasekhar en Astronomía y Astrofísica y el Colegio; Scott Dodelson, profesor de Astronomía y Astrofísica y la División Colegiada de Ciencias Físicas; Stephen Kent, profesor asociado de astronomía y astrofísica; Erin Sheldon, miembro del Instituto Kavli de Física Cosmológica; y Risa Wechsler, miembro del Hubble en el Instituto Kavli de Física Cosmológica. Frieman y Dodelson también son miembros del Grupo de Astrofísica Teórica de Fermilab, que dirige Dodelson, mientras que Kent dirige el Grupo de Astrofísica Experimental de Fermilab.
El DES implicará la instalación de una cámara de 520 megapíxeles en el Telescopio Blanco de cuatro metros existente en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en Chile. ? Esto sería más grande que cualquier cámara óptica existente en el mundo? Frieman dijo.
Frieman dijo que unos pocos cientos de megapíxeles pueden no parecer mucho, pero no son los mismos píxeles que se colocan en la computadora de mano. Tienen mucha mayor sensibilidad. Son detectores de alta precisión y alta eficiencia. Además, la cámara permitirá a los científicos examinar el cielo 10 veces más rápido de lo que podrían hacerlo en cualquier observatorio estadounidense existente.
? La cámara que ahora está en el telescopio tiene un campo de visión demasiado pequeño. ¿Nos llevaría muchas décadas hacer la encuesta? Frieman dijo.
La nueva cámara permitirá que el DES emplee cuatro técnicas para intentar discriminar entre las dos explicaciones generales de la energía oscura: la constante cosmológica o un colapso de la gravedad.
? El primer método y el que realmente impulsa el diseño de la encuesta es contar los cúmulos de galaxias? Frieman dijo. En este esfuerzo, trabajará en conjunto con el Telescopio del Polo Sur de Carlstrom, que comenzará a realizar observaciones en marzo de 2007.
El SPT ayudará a revelar si la energía oscura ha suprimido la formación de cúmulos de galaxias a lo largo de la historia del universo. Un radiotelescopio, el SPT detectará cúmulos de galaxias por la forma en que distorsionan la radiación de microondas que queda del big bang. Si los teóricos saben cuán distantes y cuán masivos son los cúmulos de galaxias, pueden predecir cuántos debería haber en presencia de energía oscura. El DES realizará mediciones ópticas para estimar su distancia a través de los colores de las galaxias y su masa mediante lentes gravitacionales, la distorsión de la luz por un cúmulo de galaxias que interviene. "Esa es una prueba muy elegante" Hu dijo.
La tercera técnica emplea lentes gravitacionales a escala cósmica. Los teóricos pueden predecir el efecto de la energía oscura en la distribución a gran escala de la materia oscura. Con su gran área de estudio, el DES puede medir la pequeña distorsión de las imágenes de galaxias inducidas por fluctuaciones en la densidad de la materia oscura.
El cuarto método implica la misma técnica que condujo al descubrimiento de la energía oscura en 1998: medir la distancia a un cierto tipo de estrella en explosión para reconstruir la historia de expansión del universo. Los astrónomos estudiaron estas estrellas en explosión esperando encontrar que la expansión del universo se había ralentizado con el paso del tiempo. Descubrieron en cambio una expansión acelerada.
? Estas técnicas se complementan muy bien? Frieman dijo. "Sufren de diferentes fuentes de error, así que si están de acuerdo, eso le da confianza en su resultado".
Por su parte, Hu espera que las pruebas revelen cierta discrepancia entre las predicciones y la realidad. "Para mí eso sería lo más emocionante".
Fuente original: Comunicado de prensa de la Universidad de Chicago
