20.11.2024 - 21:40
L’energia fosca, un misteriós component que representa el 70% de l’univers, és un dels grans enigmes de la física actual. Per investigar-la, la col·laboració internacional DESI (sigla en anglès de l’Instrument Espectroscòpic de l’Energia Fosca) està realitzant el mapa tridimensional més gran de l’univers i ara, una anàlisi molt elaborada de les dades del primer any d’observacions ha proporcionat un dels tests més exigents fins avui de la teoria de la relativitat general. L’equip d’investigadors, amb 900 científics d’arreu del món i una destacada participació catalana, observa que la gravetat a grans escales, molt superiors a les del sistema solar, es comporta segons les prediccions de la teoria de la relativitat general d’Einstein.
En un estudi compost per diversos articles, l’equip de recerca de DESI observa que la distribució espacial de les galàxies és compatible amb el model estàndard de la gravetat i les prediccions de la relativitat d’Einstein. Aquests resultats acoten possibles teories de gravetat modificada, que s’havien proposat com a explicacions alternatives d’observacions inesperades com l’expansió accelerada de l’univers.
Aquesta descoberta, que l’univers s’expandeix de forma accelerada, va valdre a Saul Perlmutter, Brian Schmidt i Adam Riess el Premi Nobel de Física del 2011 i planteja una de les grans incògnites: per què l’univers s’expandeix cada vegada més ràpid si la gravetat és atractiva? La resposta es podria trobar en l’energia fosca o bé en una modificació de la teoria de la gravetat.
“Per ara, els resultats encaixen perfectament amb les prediccions de la teoria de la relativitat general d’Einstein”, destaca l’investigador Héctor Gil-Marín, de la Facultat de Física i de l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB), en declaracions recollides per la col·laboració. Gil-Marín, que també és membre de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), ha coliderat l’anàlisi de les dades del primer any d’observacions, especialment rellevant perquè posa les bases per als anys següents.
Es tracta d’una anàlisi molt complexa que ha requerit mesos de feina i comprovacions addicionals, basada en 4,7 milions de galàxies i quàsars situats a distàncies entre 1.000 i 11.000 milions d’anys llum de la Terra. Els investigadors han utilitzat una tècnica d’anàlisi cega, que amaga els resultats fins al final per eliminar qualsevol biaix.
El nou estudi també proporciona un nou límit superior a la massa dels neutrins, les úniques partícules elementals les masses de les quals no han estat encara mesurades.
Amb només un any de dades, DESI ha aconseguit la mesura més precisa de l’expansió de l’univers i ha superat, així, tots els resultats previs que havien costat dècades d’esforç. A l’abril, els investigadors del projecte van presentar el mapa 3D més gran de l’univers i van trobar alguns indicis que l’energia fosca podria estar canviant amb el temps.
Aquesta col·laboració internacional, gestionada pel Laboratori Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) del Departament d’Energia dels Estats Units, està formada per prop d’un miler de científics de més de 70 institucions d’arreu del món. Diversos investigadors de l’ICCUB, l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC) i l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) formen part del projecte.
L’experiment es troba en el quart dels cinc anys previstos de presa de dades i l’objectiu és haver cartografiat uns 40 milions de galàxies i quàsars quan el projecte finalitzi.
DESI és un instrument instal·lat al telescopi Nicholas U. Mayall dels Estats Units i és capaç de capturar la llum de 5.000 galàxies simultàniament i determinar-ne els espectres. El telescopi es troba situa al cim de l’Observatori Nacional de Kitt Peak, Arizona, i des de la col·laboració agraeixen que els permetin fer recerques astronòmiques en una muntanya amb un significat especial per a la reserva índia de la Nació Tohono O’odham.
