Edad oscura del universo

Esto parece ser todavía una cuestión de opinión, según el extracto a continuación de Space.com , que lo resume muy bien y que es posible que ya haya leído.

Muchas preguntas actualmente sin suficientes datos para resolver, esp. con respecto a la materia oscura y preguntas sobre las primeras estrellas. Crucemos los dedos para que LIGO y JWT nos den una pista en la próxima década.

Hay muchas preguntas que aprender más sobre la edad oscura podría ayudar a responder. Por ejemplo, ¿de dónde provienen los agujeros negros monstruosamente grandes que se ven en el corazón de prácticamente todas las galaxias grandes?

"La Vía Láctea tiene un agujero negro de aproximadamente 4 millones de veces la masa del sol, y algunas galaxias tienen agujeros negros de mil millones de masas solares", dijo Loeb. Aparentemente, esto es cierto incluso para galaxias antiguas como ULAS J1120+0641, que aparentemente tenía un agujero negro central de 2 mil millones de veces la masa del sol solo 770 millones de años después del Big Bang. "Eso no es mucho tiempo para construir tales agujeros negros", dijo Loeb. "¿Cómo se formaron estos? ¿Cuáles son las semillas de estos agujeros negros?"

Además, un gran enigma de la edad oscura es cómo la materia oscura, el material aún no identificado que constituye aproximadamente el 85 por ciento de toda la materia del universo, podría haber influido en la formación de las primeras galaxias. Esta pregunta se ve agravada por el hecho de que "no sabemos cuál es la naturaleza de la materia oscura", dijo Loeb.

Actualmente, los principales candidatos para la materia oscura son partículas que interactúan solo débilmente con la materia regular y entre sí. Sin embargo, Loeb se pregunta si las partículas de materia oscura en realidad podrían interactuar entre sí más de lo que los investigadores generalmente sospechan, dado el comportamiento de las pequeñas galaxias cercanas.

"Si asumimos que la materia oscura no interactúa, cuando las personas hacen simulaciones de la evolución de galaxias como la Vía Láctea, debería haber muchas galaxias satélite a su alrededor", dijo Loeb. "Sin embargo, cuando las personas observan la población de galaxias satélite de la Vía Láctea, encuentran una cantidad mucho menor que la predicha, y la distribución inferida de materia oscura dentro de estas galaxias enanas también es muy diferente de lo que se predijo para ellas. la materia se comporta de manera diferente a lo esperado".

Otro enigma es cómo eran las primeras estrellas. En el increíble calor y presión que se encuentran en los núcleos de estas estrellas, elementos relativamente simples como el hidrógeno y el helio se forjaron en elementos más pesados ​​como el carbono en el que se basa la vida tal como la conocemos y el oxígeno que respiramos.

"Actualmente, creemos que las primeras estrellas eran más masivas que el sol, 10 veces, tal vez incluso 100 veces más masivas, y de muy corta vida, tal vez vivieron solo unos pocos millones de años", dijo Loeb.

Sin embargo, hay cálculos que sugieren que, en algunas circunstancias, podrían haberse formado estrellas más pequeñas en ese entonces. "Estos serían muy pobres en elementos pesados, y podríamos verlos hoy si existen, al acecho en el halo de la Vía Láctea", dijo Loeb. "¿Fueron las primeras estrellas diferentes de las estrellas actuales? Si podemos, nos gustaría verlas para averiguarlo".

Secretos de la edad oscura

Para investigar las edades oscuras, una vía que están siguiendo los científicos consiste en buscar las primeras estrellas y galaxias. Dado que la luz tarda en viajar, la luz que vino de lejos también debe haber venido desde hace mucho tiempo. Como tal, los astrónomos miran en el espacio profundo para mirar hacia atrás en el tiempo.

"Es similar a la arqueología: cuanto más profundo cavas, más capas antiguas descubres", dijo Loeb. "Aquí, esencialmente estamos excavando en el espacio".

Una herramienta clave para observar el pasado antiguo ha generado recientemente una gran controversia por sus demoras y costos: el telescopio espacial James Webb. Aún así, si este observatorio espacial vuela alguna vez, podría ayudar a revelar mucho sobre el universo primitivo al captar la luz extremadamente tenue de las primeras galaxias.

"Este telescopio es la mejor esperanza que tenemos para obtener imágenes de la primera generación de galaxias", dijo Loeb.

Otra estrategia para aprender más sobre las edades oscuras sería observar las cicatrices que las primeras estrellas y galaxias habrían infligido al hidrógeno que las rodea. Incluso el hidrógeno frío emite luz en forma de ondas de radio con una longitud de onda específica de 21 centímetros. Al sintonizar esa longitud de onda, los científicos pudieron ver cómo este hidrógeno cambiaba con el tiempo en respuesta a la radiación estelar.

Varios conjuntos de radiotelescopios en desarrollo detectarán estas ondas de radio de 21 centímetros, dijo Loeb. Estos incluyen el Murchison Widefield Array en el oeste de Australia, el Low-Frequency Array (distribuido en toda Europa), el Primeval Structure Telescope en China, el Precision Array para probar la época de la reionización en Sudáfrica, el Giant Metrewave Radio Telescope en India y el Square Kilometer Array, que se construirá en Australia o Sudáfrica.

Los científicos también pueden observar las primeras galaxias buscando rayos X desde sus agujeros negros centrales utilizando telescopios como el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. La investigación futura también podría detectar las ondas en el espacio-tiempo conocidas como ondas de gravedad, liberadas cuando los agujeros negros de las primeras galaxias se fusionaron entre sí.

Un proyecto llamado Advanced LIGO tendrá suficiente sensibilidad para ver las ondas de gravedad de las fusiones de agujeros negros de masa estelar en galaxias cercanas dentro de unos años, dijo Loeb. Un proyecto aún más ambicioso conocido como LISA que podría detectar fusiones de agujeros negros supermasivos en galaxias distantes estuvo una vez en los libros, pero los problemas presupuestarios lo han descartado oficialmente por ahora.