El Telescopio Espacial James Webb, que ni siquiera terminó con su primer año completo de observaciones, ha producido algunas maravillas reales. Pero en medio de imágenes impresionantes y hallazgos sin precedentes, hubo una afirmación desconcertante: que el telescopio había detectado galaxias en el universo increíblemente joven. Esas galaxias eran tan masivas y aparecieron tan temprano que, según los titulares, «rompieron» el modelo de cosmología del Big Bang.
El reclamo se volvió viral, pero como ocurre con muchas cosas en Internet, simplemente no es cierto.
Ahora, hay más investigaciones para respaldar el Big Bang. Recientemente, los investigadores observaron más detenidamente los datos y determinaron que las galaxias distantes descubiertas por el telescopio espacial James Webb son, de hecho, perfectamente compatibles con nuestra comprensión moderna de la cosmología.
El problema potencial con las galaxias distantes no es que existan. De hecho, la formulación moderna de la teoría del Big Bang, llamada cosmología ΛCDM (Λ significa energía oscura, y CDM es la abreviatura de «materia oscura fría»), predice que aparecerán galaxias en el universo muy joven. Eso se debe a que hace miles de millones de años no había galaxias, ni siquiera estrellas. Cuando nuestro universo era mucho más pequeño y mucho más denso de lo que es hoy, todo era mucho más uniforme, con solo pequeñas diferencias de densidad que aparecían aquí y allá al azar.
Pero con el tiempo, esas diferencias de densidad crecieron, y los bolsillos ligeramente más densos atrajeron más material sobre ellos. Durante cientos de millones de años, esos bolsillos formaron las primeras estrellas y, finalmente, crecieron hasta convertirse en las primeras galaxias.
De hecho, uno de los principales objetivos del telescopio Webb era descubrir y caracterizar esas primeras galaxias, por lo que encontrar galaxias en el universo increíblemente joven es un punto a favor de la teoría del Big Bang, no en contra.
Entonces, ¿cuál es el conflicto, entonces? La aparente tensión se produjo debido a las masas estimadas de esas galaxias. Varios eran bastante grandes, más de 10 ^ 10 masas solares. Todavía es mucho más pequeño que la Vía Láctea, pero para el universo primitivo, son bastante gigantes.
Los investigadores que descubrieron estas galaxias estimaron que sus grandes masas las ponen en tensión con muchos modelos de formación y evolución galáctica. En el extremo extremo, los investigadores afirmaron que incluso podría ser posible que ningún modelo de formación de galaxias dentro del marco ΛCDM creara galaxias tan grandes tan rápidamente.
Un tema de debate
Pero esas afirmaciones dependían de medir una distancia precisa a esas galaxias, una tarea increíblemente difícil en estas distancias extremas. Para las galaxias récord que podrían estar en tensión con los modelos cosmológicos, los investigadores se basaron en algo llamado corrimiento al rojo fotométrico, que ajusta un espectro de luz aproximado de una galaxia a un modelo para estimar una distancia.
Ese método es notoriamente poco confiable, con efectos simples, como el exceso de polvo que rodea a las galaxias, que las hace parecer más distantes de lo que realmente son.
Para juzgar con precisión si el Big Bang está en problemas, un nuevo equipo de investigadores usó Webb para identificar galaxias con un método mucho más preciso y confiable para determinar la distancia, conocido como corrimiento al rojo espectroscópico. Esta técnica identifica las líneas espectrales de elementos conocidos emitidos por las galaxias y las utiliza para medir el corrimiento al rojo y, por lo tanto, la distancia a las galaxias.
Usando esta técnica más precisa, el equipo encontró una muestra de cuatro galaxias. Todas esas galaxias estaban tan distantes como las galaxias previamente identificadas, pero tenían distancias confiables y confirmadas. Sin embargo, estas galaxias tenían masas mucho más pequeñas: alrededor de 10 ^ 8 y 10 ^ 9 masas solares.
Entonces, la pregunta se convirtió en si ΛCDM permite que estas galaxias más pequeñas existan a una edad tan temprana en la historia del universo, o ¿permanece la tensión?
Llegan las simulaciones
Construir galaxias no es tarea fácil. Si bien las matemáticas de lápiz y papel pueden permitir a los cosmólogos trazar la historia general y la evolución del cosmos dentro del modelo ΛCDM, la formación de galaxias implica la interacción compleja de muchos tipos de física: gravedad, formación de estrellas y explosiones de supernovas, distribución de polvo, rayos cósmicos. , campos magnéticos y más.
La contabilidad de todas estas interacciones requiere el uso de simulaciones de supercomputadoras que toman el estado primario y crudo del universo tal como era hace miles de millones de años y siguen las leyes de la física para construir galaxias artificiales. Esa es la única forma de conectar lo que vemos en el mundo real (galaxias) con los parámetros fundamentales del modelo ΛCDM (como la cantidad de materia normal y oscura en el cosmos).
Las simulaciones permitieron a los investigadores jugar con muchos tipos de modelos. Si ningún modelo pudiera generar galaxias de esa masa a esa edad, entonces ΛCDM estaría en problemas.
Afortunadamente, no hubo tales problemas. La aparición de galaxias con 10 ^ 8 masas solares en el universo primitivo no supuso ningún problema para ΛCDM, explicó el equipo en su trabajo de investigación, que se envió a The Astrophysical Journal Letters y está disponible como preimpresión a través de arXiv.
Como de costumbre, esta no es la respuesta final. Los astrónomos aún pueden confirmar la distancia a una galaxia muy grande en el universo primitivo que puede obligarnos a repensar nuestra comprensión de la formación de galaxias, y tal vez incluso el modelo cosmológico ΛCDM. En ciencia, siempre es importante mantener la mente abierta. Pero las afirmaciones exageradas hechas a partir de los primeros datos de Webb aún no son suficientes para preocuparse.
Con información de Space.com
