Un universo giratorio: la nueva teoría sobre la fase temprana del espacio

Un análisis de más de 200.000 galaxias espirales ha revelado enlaces inesperados entre sus direcciones de giro, y la estructura formada por estos enlaces podría sugerir que el universo temprano podría haber estado girando, según un estudio de la Universidad Estatal de Kansas. 

Lior Shamir, astrónomo computacional y científico informático, presentó los hallazgos en la reunión 236 de la Sociedad Astronómica Americana en junio de 2020. Los hallazgos son significativos porque las observaciones entran en conflicto con algunas suposiciones previas sobre la estructura a gran escala del universo. 

Desde la época de Edwin Hubble, los astrónomos han creído que el universo se está inflando sin una dirección particular y que las galaxias en él se distribuyen sin una estructura cosmológica particular. Pero las recientes observaciones de Shamir de los patrones geométricos de más de 200.000 galaxias espirales sugieren que el universo podría tener una estructura definida y que el universo primitivo podría haber estado girando. Según el estudio, los patrones en la distribución de estas galaxias sugieren que las galaxias espirales en diferentes partes del universo, separadas por el espacio y el tiempo, están relacionadas a través de las direcciones hacia las que giran. 

"La ciencia de datos en astronomía no solo ha hecho que la investigación en astronomía sea más rentable, sino que también nos permite observar el universo de una manera completamente diferente", dijo Shamir, también profesor asociada de ciencias de la computación. "El patrón geométrico exhibido por la distribución de las galaxias espirales es claro, pero solo se puede observar al analizar una gran cantidad de objetos astronómicos". 

Una galaxia espiral es un objeto astronómico único porque su apariencia visual depende de la perspectiva del observador. Por ejemplo, una galaxia espiral que gira en sentido horario cuando se observa desde la Tierra, parecería girar en sentido antihorario cuando el observador se encuentra en el lado opuesto de esa galaxia. Si el universo es isotrópico y no tiene una estructura particular, como lo han predicho los astrónomos anteriores, el número de galaxias que giran en sentido horario sería aproximadamente igual al número de galaxias que giran en sentido antihorario. Shamir utilizó datos de telescopios modernos para mostrar que este no es el caso. 

Con los telescopios tradicionales, contar galaxias en el universo es una tarea desalentadora. Pero los telescopios robóticos modernos, como el Sloan Digital Sky Survey, o SDSS, y el Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System, o Pan-STARRS, pueden capturar imágenes de muchos millones de galaxias automáticamente a medida que exploran el cielo. La visión artificial puede clasificar millones de galaxias por su dirección de giro mucho más rápido que cualquier persona o grupo de personas. 

Al comparar el número de galaxias con diferentes direcciones de giro, el número de galaxias que giran en sentido horario no es igual al número de galaxias que giran en sentido antihorario. La diferencia es pequeña, un poco más del 2%, pero con la gran cantidad de galaxias, hay una probabilidad de menos de 1 a 4.000 millones de tener tal asimetría por casualidad, según la investigación de Shamir. 

Los patrones abarcan más de 4.000 millones de años luz, pero la asimetría en ese rango no es uniforme. El estudio encontró que la asimetría aumenta cuando las galaxias están más distantes de la Tierra, lo que demuestra que el universo primitivo era más consistente y menos caótico que el universo actual. 

Pero los patrones no solo muestran que el universo no es simétrico, sino que la asimetría cambia en diferentes partes del universo y las diferencias exhiben un patrón único de multipolares. 

"Si el universo tiene un eje, no es un eje simple como un carrusel", dijo Shamir. "Es una alineación compleja de múltiples ejes que también tienen una cierta deriva". 

El concepto de multipolares cosmológicos no es nuevo. Observatorios espaciales anteriores, como el satélite Cosmic Background Explorer o COBE; la sonda de anisotropía de microondas Wilkinson, o la misión WMAP; y el observatorio de Planck, mostraron que el fondo cósmico de microondas, que es la radiación electromagnética del universo primitivo, también exhibe múltiples polos. Pero la medición del fondo cósmico de microondas es sensible a la contaminación en primer plano, como la obstrucción de la Vía Láctea, y no puede mostrar cómo estos polos cambiaron con el tiempo. La asimetría entre las direcciones de rotación de las galaxias espirales es una medida que no es sensible a la obstrucción. Lo que puede obstruir las galaxias girando en una dirección en un campo determinado necesariamente también obstruirá las galaxias girando en sentido contrario. 

"No hay ningún error o contaminación que pueda exhibirse a través de patrones únicos, complejos y consistentes", dijo Shamir. "Tenemos dos estudios de cielo diferentes que muestran exactamente los mismos patrones, incluso cuando las galaxias son completamente diferentes. No hay ningún error que pueda conducir a eso. Este es el universo en el que vivimos. Este es nuestro hogar".

Con información de Europa Press

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