Un nuevo estudio plantea que el universo podría ser asimétrico. Algo que resulta sorprendente porque una de las grandes suposiciones sobre el cosmos es que es igual en todas las direcciones. ¿Qué implicaciones podría tener que no fuese así? ¿Y, sobre todo, cómo se puede determinar que no es asimétrico?
Si el universo fuese asimétrico, ¿qué significaría?
Un grupo de investigadores plantea que el universo podría ser asimétrico. Es decir, no nos encontraríamos lo mismo en cualquier dirección en la que miremos. Algo que pondría patas arriba una de las grandes suposiciones sobre sus características. Pero, ¿qué importancia podría tener? El Modelo Cosmológico Estándar es una herramienta muy importante y útil. Describe las particularidades del universo y su estructura a gran escala. Uno de sus pilares fundamentales es la suposición de que el cosmos es isótropo (igual en todas las direcciones) y homogéneo a gran escala.
En los últimos años, se ha hablado cada vez más de diferentes tensiones. Es decir, discrepancias entre lo que dicen los datos y lo que dice la teoría. Cosas que ponen en duda esa idea de un universo uniforme. El nuevo trabajo analiza una de las tensiones más significativas: la anomalía del dipolo cósmico. Su conclusión es que esta anomalía supone un gran desafío para el Modelo Estándar (al que también conocemos como el Modelo Lambda-CDM). ¿En qué consiste la anomalía del dipolo cósmico y por qué es un problema?
Para entenderlo, primero tenemos que hablar de la radiación de fondo de microondas (CMB, por sus siglas en inglés), que son los restos de la primera luz del universo. El CMB es uniforme en el cielo hasta una parte entre cien mil. Así que los cosmólogos pueden utilizarlo con confianza al modelar el universo usando la descripción de simetría máxima del espacio-tiempo, utilizando la teoría de la relatividad general de Einstein. Esta visión simétrica del universo, en la que su aspecto es el mismo en todas partes y direcciones, se conoce como la métrica FLRW (Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker).
Una mejor descripción del universo
Esto descripción permite simplificar mucho la solución de las ecuaciones de Einstein y es la base del modelo Lambda-CDM. Pero hay varias anomalías que merecen atención. La más conocida, seguramente, es la tensión de Hubble. Se llama así por Edwin Hubble, que en 1929 descubrió que el universo estaba en expansión. La tensión comenzó a surgir a partir de diferentes conjuntos de datos en la década de los años 2000. Los telescopios Hubble y Gaia han sido herramientas muy importantes para ayudar a entender esa discrepancia.
Esta discrepancia es un problema, porque las mediciones del ritmo de expansión del universo, desde sus primeras épocas, no encajan con las mediciones del universo en nuestro entorno (es decir, en el presente). La anomalía del dipolo cósmico no ha recibido tanta atención como la tensión de Hubble. Sin embargo, es igual de importante para la comprensión del universo. ¿En qué consiste? Una vez establecido que la radiación de fondo de microondas es simétrica a gran escala, se ha observado que hay variaciones en esa radiación.
Una de las más destacadas es la anisotropía dipolar del CMB. Es la mayor diferencia de temperatura en el fondo de radiación, en la que un lado del cielo es más caliente y el lado opuesto más frío. Aunque hablamos de una diferencia de temperatura pequeñísima. De hecho, no se considera que ponga en duda el Modelo Estándar. Pero sí se plantea que debería haber variaciones similares en otros datos astronómicos. En 1984, George Ellis y John Baldwin se preguntaron si existe una variación similar, o anisotropía dipolar, en cómo están repartidas en el cielo las galaxias de radio y los quásares.
Si el universo es asimétrico, se verá solo a gran escala
Esas fuentes tienen que ser muy lejanas porque, si no es así, podría parecer que existe una asimetría cuando en realidad no es el caso. Si métrica FLRW y su suposición de un universo simétrico es correcta, entonces esa variación en el reparto de fuentes lejanas debería estar determinada por las variaciones en el CMB. Esto se conoce como la prueba de Ellis-Baldwin, por los astrónomos que la plantearon. Si las variaciones en el CMB y en el reparto de materia encajan, entonces el modelo estándar Lambda-CDM se vería reforzado por ese apoyo.
Si no encajan, se trataría de un reto más, que pondría en duda al Modelo Estándar y la métrica FLRW. Esta prueba necesita de datos muy precisos, por lo que hasta hace poco no era posible llevarla a cabo. El resultado es que, en principio, el universo parece que no cumple con la prueba de Ellis-Baldwin. Es decir, la variación en la distribución de materia a gran escala no coincide con la del CMB. Los telescopios y satélites tienen diferentes fuentes de error posibles. También sucede lo mismo con diferentes longitudes de onda.
Por eso, es interesante ver que el mismo resultado se obtiene con instrumentos tan diferentes y en regiones distintas del espectro infrarrojo. Porque esto implica que, en principio, la anomalía del dipolo cósmico existe y es un gran desafío para el Modelo Cosmológico Estándar. Eso sí, por ahora, lo cierto es que hacen falta más datos para ver si realmente estamos ante una anomalía tan robusta y desconcertante como podría parecer. Los nuevos satélites como Euclid o SphereX, y los observatorios como Vera Rubin o el Square Kilometer Array, serán de gran ayuda…
Estudio
El estudio es N. Secrest, S. Hausegger, M. Rameez et al.; «Colloquium: The Cosmic Dipole Anomaly». Puede consultarse en arXiv, en este enlace.
Referencias: The Conversation
