Màxima precisió per mesurar en l'Univers

Investigadors del projecte internacional BOSS, Espectroscopi Detector d'Oscil·lació de Barions (Baryons Oscillation Spectroscopic Survey), han mesurat amb una precisió sense precedents, de l'1%, la distància fins a galàxies llunyanes, situades a més de 6.000 milions d'anys llum. En l'estudi, presentat aquesta setmana durant la reunió anual de la Societat Astronòmica Americana, hi han participat els investigadors de l'Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB) Licia Verde i Antonio Cuesta. Aquestes mesures posen nous límits a les propietats de la misteriosa matèria fosca que es creu que omple l'espai buit i que provoca l'expansió accelerada de l'Univers.

Gran precisió

Tota mesura comporta cert grau d'incertesa, que es pot expressar com un percentatge del que es mesura: si es mesura, per exemple, una distància de 200 km amb un error de 2 km respecte al valor real, la precisió seria de l'1%. En astronomia, la dificultat per aconseguir mesures amb molta precisió és que tan sols ben pocs centenars d'estrelles i alguns cúmuls estel·lars estan prou a prop perquè les distàncies mesurades tinguin una precisió de l'1%. Gairebé totes aquestes estrelles estan a uns quants milers d'anys llum de distància, dins de la nostra galàxia, la Via Làctia. Per tant, arribar a mesurar distàncies un milió de vegades més llunyanes amb aquesta precisió és un repte en astronomia.

Per resoldre aquest problema, el projecte BOSS ha realitzat un gran cartografiat de la quantitat més gran possible de galàxies amb mesures precises de les seves distàncies. A partir d'aquestes mesures, els astrònoms han pogut deduir la història de l'expansió de l'Univers i també el seu ritme d'acceleració.

El projecte BOSS va començar a prendre dades a mitjans de setembre del 2009 amb un nou espectrògraf instal·lat en un telescopi a l'observatori Apache Point, a Nou Mèxic (Estats Units). En tan sols dos anys i mig aquest experiment ha mesurat les posicions exactes de més de 300.000 galàxies, cosa que permet remuntar cap al passat del nostre Univers, a més de 6.000 milions d'anys. BOSS seguirà recopilant dades fins aquest any, en què es completarà el cartografiat final, que triplicarà la mida del que s'ha analitzat fins ara.

Els orígens de l'Univers

El rastreig del cel que ha dut a terme BOSS reprodueix un mapa de galàxies i cúmuls de galàxies agrupades en parets i filaments, amb uns buits gegantins que les separen. Totes aquestes estructures van sorgir a partir de petites variacions de densitat en els inicis de l'Univers. Així ho indiquen les oscil·lacions acústiques de barions (BAO) recollides, unes ones de so que es propagaven per l'Univers primitiu a través de la matèria, que més tard començaria a col·lapsar per formar les galàxies.

Milers de milions d'anys més tard l'empremta de les BAO encara es pot reconèixer en l'Univers. Aquest patró es pot interpretar com una empremta dactilar còsmica que recull la distribució de galàxies.

Amb les dades que s'han obtingut fins ara, el projecte BOSS ha estat capaç de mesurar les BAO amb un error del 2%, el mesurament més precís que s'ha fet mai. El mapa que els investigadors han pogut realitzar permet veure l'Univers quan tenia la meitat de l'edat que té actualment i observar el moment en què va començar a accelerar la seva expansió.