El Hubble, y cómo gracias a él se descubrió la energía oscura

Recientemente (estamos hablando de hoy, 14 de octubre) se han hecho públicas las imágenes recogidas por el telescopio espacial Hubble, que recoge datos para crear un «censo» de la materia oscura existente.

Imagen del cúmulo de galaxias MACS J1206.2-0847

Las formas distorsionadas del cúmulo son galaxias distantes a partir de las cuales se curva la luz por el tirón gravitacional de un material invisible denominado materia oscura.

La materia oscura forma la mayor parte de la masa del universo. Sin embargo, sólo puede ser detectado midiendo la gravedad que tira de la materia visible y curva el espacio como un espejo, de forma que la luz procedente de objetos distantes es distorsionada.

Actualmente esta materia es estudiada con el estudio multi-longitud de onda, denominado Cluster Lensing and Supernova Cluster survey with Hubble (CLASH).

El telescopio

Este telescopio Hubble es un telescopio de tipo reflector y su espejo primario tiene un diámetro de 2,4 m. Para la exploración del cielo incorpora en la actualidad cuatro instrumentos con capacidad de obtener imágenes y espectros, un espectrógrafo y tres sensores de guiado fino que pueden actuar como interferómetros.

Gracias a él se pude descubrir a finales de siglo que el universo tenía suficiente masa como para ralentizar la expansión del universo, pero nunca para pararlo ni contraerlo otra vez.

Además de esta contribución y otras muchas, una de las más significativas es la cantidad de datos que ha aportado para modificar la teoría de la expansión del universo.

Premio Nobel de Física 2011

Estos datos permitieron a los profesores Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Riess ganar el Nobel de Física de 2011 por su trabajo en la investigación sobre la expansión del universo a través de las supernovas.

Estos físicos se basaron en datos anteriores sobre supernovas.

Anteriormente (estamos hablando de finales del siglo pasado),analizando los datos obtenidos del telescopio, vieron que las supernovas eran más débiles que lo esperado. Eran tan débiles que tenían que estar más lejos de lo que deberían. Si esto fuera cierto, la velocidad de expansión del universo estaría aumentando, no disminuyendo.

Para llegar a esta conclusión siguieron el siguiente procedimiento:

Hallaron la distancia de las galaxias analizando el brillo de sus supernovas (así como se puede hallar la distancia de un coche viendo el brillo de sus faros). ^{Ver imagen}
Usaron un procedimiento llamado «redshift» (literalmente: desplazamiento hacia el rojo) para medir cuánto se había expandido el universo entre esas galaxias y la nuestra. Este procedimiento consiste en un cambio en el color de la luz que se produce cuando el espacio se expande; las ondas de luz se «extiende» hacia el extremo rojo del espectro. Es decir, según atraviesa el espacio la onda pierde frecuencia, y va cambiando de color hacia el rojo. Cuanto más roja sea la luz, más lejos estará la galaxia.
Los científicos usaron estos datos para determinar el cambio de velocidad en la expansión del universo.

Tenía que haber otra fuerza que estuviera actuando, alejando a las supernovas. Esta energía fue (y es) llamada «energía oscura».

Para ayudar a esclarecer los datos, recurrieron al Hubble, el único telescopio capaz de observar con más detalle esas supernovas (ya que está sobre la atmósfera, lo que hace que no le afecte la distorsión que esta produce sobre los telescopios terrestres).

Pensamiento actual de los científicos

Cuando el universo se empezó a expandir a una velocidad inmensa tras el Big Bang, la gravedad ralentizó este movimiento (el Universo era mucho más denso y pequeño, luego las fuerzas gravitatorias actuaron con más fuerza que actualmente). Por entonces, en un segundo plano, ya existía una fuerza misteriosa (la energía oscura), que repelía la materia.
Según el universo se expandía, la distancia entre la materia era más y más grande, haciendo que la fuerza gravitacional se desvaneciera, lo que hizo que la fuerza repulsiva tomara el control del universo, acelerando su expansión.