Un estudio publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP) presenta una metodología innovadora para poner a prueba el principio cosmológico, que sostiene que el universo es homogéneo e isotrópico. Este principio, fundamental en la cosmología moderna, se basa en la idea de que nuestro lugar en el cosmos no es privilegiado y que no existe un centro definido. La investigación, liderada por el astrofísico James Adam de la Universidad del Cabo Occidental en Sudáfrica, utiliza el fenómeno de la lente gravitacional débil, un efecto de distorsión de la luz que se produce según la teoría de la relatividad general, y que se puede observar en imágenes astronómicas obtenidas por nuevos telescopios como el Euclid.
El principio cosmológico no solo implica que no estamos en el centro del universo, sino que también sugiere que este no tiene direcciones preferenciales. Estas suposiciones son fundamentales para el Modelo Estándar de Cosmología, que ha sido respaldado por múltiples observaciones científicas, aunque no está exento de imperfecciones. Observaciones recientes han comenzado a sugerir que, a escalas extremadamente grandes, podrían existir anisotropías, es decir, variaciones en la estructura del universo que desafían la idea de isotropía.
Nuevas metodologías y datos del telescopio Euclid
Las anomalías detectadas hasta ahora han sido identificadas mediante diversos métodos que incluyen mediciones contradictorias de la tasa de expansión del universo y análisis del fondo cósmico de microondas. Sin embargo, estos datos aún no son concluyentes. Para descartar errores de medición, se necesita recopilar más información utilizando metodologías independientes. Si varias técnicas confirmaran las mismas anomalías, sería difícil ignorarlas.
El estudio de Adam y sus colegas ha desarrollado una nueva metodología que utiliza las observaciones del telescopio Euclid, lanzado por la Agencia Espacial Europea en 2023. Este telescopio comienza a proporcionar imágenes del cosmos con una precisión y resolución sin precedentes. La investigación se centra en la lente gravitacional débil, que ocurre cuando la luz de una galaxia distante es ligeramente desviada por la materia que se encuentra entre nosotros y ella, alterando su forma aparente. Este tipo de distorsión puede revelar la existencia de anisotropías en el universo.
El análisis de los datos de lente gravitacional permite a los científicos descomponer la señal en dos componentes: la cizalladura de modo E, que se genera en un universo isotrópico y homogéneo, y la cizalladura de modo B, que es típicamente muy débil y no debería aparecer a gran escala en un universo isotrópico. La mera observación de modos B a gran escala no sería suficiente para confirmar anisotropías, ya que estas señales son débiles y podrían resultar de errores de medición o efectos secundarios.
La existencia de anisotropías reales afectaría tanto a los modos E como a los modos B de manera no independiente, generando una correlación entre las dos señales. Solo si los datos de Euclid revelan una correlación significativa entre los modos E y B se podría sugerir una expansión anisotrópica del universo. Adam y su equipo simularon los efectos de una expansión anisotrópica en un universo y desarrollaron un modelo que describe cómo las desviaciones de la isotropía modificarían la señal de lente gravitacional.
Con los primeros datos de Euclid en manos de los investigadores, el equipo de Adam tiene la intención de aplicar su metodología a datos reales. La confirmación de estas anomalías podría significar una revisión profunda de nuestra comprensión del universo. Aunque existen modelos teóricos alternativos que predicen anisotropías, ninguno ha alcanzado la solidez del Modelo Estándar. La magnitud de cualquier anisotropía detectada aún es incierta, lo que deja abierta la posibilidad de que cualquier revisión teórica sea significativa o más bien un ajuste menor a la teoría existente.
