¿Cuál es la verdadera edad del Universo? Astrónomos chilenos participan de fascinante hallazgo que precisa la antigüedad del cosmos

Desde una montaña alta en el desierto de Atacama en Chile, los astrónomos del Telescopio de Cosmología de Atacama (ACT) de la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. han examinado de nuevo la luz más antigua del Universo. Sus nuevas observaciones más un poco de geometría cósmica sugieren que el Universo tiene 13,77 mil millones de años, con una incertidumbre de solo 40 millones de años.

La nueva estimación coincide con la proporcionada por el modelo estándar del Universo y las mediciones de la misma luz realizada por el satélite Planck. Esto agrega un nuevo giro a un debate en curso en la comunidad astrofísica, dice Simone Aiola, primer autor de uno de los dos nuevos artículos sobre el hallazgo.

En 2019, un equipo de investigación que midió los movimientos de las galaxias calculó que el Universo es cientos de millones de años más joven de lo que predijo el equipo de Planck. Esa discrepancia sugirió que podría ser necesario un nuevo modelo para el Universo y despertó la preocupación de que uno de los conjuntos de mediciones podría ser incorrecto.

“Ahora hemos encontrado una respuesta en la que Planck y ACT están de acuerdo”, dice Aiola, investigador del Centro de Astrofísica Computacional del Instituto Flatiron en la ciudad de Nueva York. “Habla del hecho de que estas mediciones difíciles son confiables”.

La edad del Universo también revela qué tan rápido se está expandiendo el cosmos, un número cuantificado por la constante de Hubble. Las mediciones de ACT sugieren una constante de Hubble de 67,6 kilómetros por segundo por megaparsec. Eso significa que un objeto a 1 megaparsec (alrededor de 3,26 millones de años luz) de la Tierra se está alejando de nosotros a 67,6 kilómetros por segundo debido a la expansión del Universo.

Este resultado coincide casi exactamente con la estimación previa de 67,4 kilómetros por segundo por megaparsec por el equipo del satélite Planck, pero es más lento que los 74 kilómetros por segundo por megaparsec inferidos de las mediciones de galaxias.

“No tenía una preferencia particular por ningún valor específico: iba a ser interesante de una forma u otra”, dice Steve Choi de la Universidad de Cornell, primer autor del otro artículo. “Encontramos una tasa de expansión que coincide con la estimación del equipo del satélite Planck. Esto nos da más confianza en las mediciones de la luz más antigua del Universo”.

Al igual que el satélite Planck, ACT observa el resplandor del Big Bang. Esta luz, conocida como el fondo cósmico de microondas (CMB), marca un tiempo 380.000 años después del nacimiento del Universo cuando los protones y electrones se unieron para formar los primeros átomos. Antes de ese momento, el cosmos era opaco a la luz.

El equipo de ACT es una colaboración internacional, con científicos de 41 instituciones en siete países. Astrónomos del Instituto de Astrofísica y del Centro de Astro Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica participan del trabajo de ACT desde su instalación en el norte del país el año 2007.

Rolando Dünner, subdirector del centro, explica que la UC ha sido responsable del procesamiento de grandes cantidades de datos generados por el telescopio, así como del manejo de aspectos clave para su funcionamiento. “Ayudamos a caracterizar y optimizar las propiedades ópticas del telescopio, y aportamos con una serie de insumos que son necesarios para producir los resultados que hoy se publican. Un ejemplo es la selección, calibración y modelamiento estadístico de los datos ‘crudos’ generados por el instrumento, los cuales son usados para crear mapas de grandes áreas del cielo.

Esta investigación, dice, “reafirma los resultados de Planck, validando su metodología y solidez de la teoría, la cual llamamos modelo estándar de la cosmología. Sin embargo este resultado difiere de la velocidad de expansión medida usando galaxias en el Universo local, lo cual puede implicar dos cosas: o hay un problema con esa medición, o hay algo en el Universo local que lo hace expandirse más rápido de lo predicho por el modelo estándar, lo cual requeriría nuevas teorías por descubrir.

Explica que este hallazgo implica que en la práctica la edad del Universo es distinta, ya que la edad es inversamente proporcional a la velocidad de expansión. Para entender esto hay que pensar que si se echa a correr el tiempo para atrás, el universo era cada vez más chico en el pasado, hasta eventualmente ser el Big Bang. Luego mientras más rápido se expanda, menos tiempo ha transcurrido desde ese instante.

Desde sus orígenes el proyecto ACT ha fomentado el desarrollo de colaboraciones científicas con y entre instituciones chilenas, tales como la Pontificia Universidad Católica de Chile, la Universidad de Chile, y recientemente la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, siendo impulsores de esta ciencia a nivel nacional.