Por primera vez, un equipo de científicos logró determinar con precisión cuán caliente era el universo cuando tenía menos de la mitad de su edad actual.
Gracias a observaciones realizadas con el radiotelescopio ALMA que se encuentra en el norte de Chile, investigadores de Japón confirmaron que la temperatura del cosmos joven coincide exactamente con lo que predicen las teorías sobre el origen y evolución del universo.
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Este hallazgo, publicado en la revista The Astrophysical Journal, reduce de manera notable la incertidumbre que existía sobre el enfriamiento del universo después del Big Bang.
El estudio marca un nuevo punto de referencia para comprender cómo cambió el calor del espacio cuando el cosmos era mucho más joven.
El trabajo fue realizado por Tatsuya Kotani, Tomoharu Oka, Rei Enokiya, Kazuki Yanagihara, Miyuki Kaneko y Ryo Ariyama, del equipo de la Universidad Keio y el Observatorio Astronómico Nacional de Japón.
Radiación cósmica de fondo, la clave del pasado
La radiación cósmica de fondo es la luz más antigua que existe. Se originó poco después del nacimiento del universo y desde entonces llena el espacio como un tenue resplandor invisible.
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Entender su temperatura es esencial para la ciencia porque cuenta la historia del universo, desde su estado más caliente poco después del Big Bang hasta el enfriamiento gradual que sigue hasta hoy.
Los científicos sabían que esta temperatura debía ser mayor en el pasado cósmico. Por eso, comprobar si realmente desciende con el paso del tiempo es uno de los grandes retos de la cosmología.
Este eco térmico del universo indica cómo cambió el cosmos desde el principio. Para resolver esta incógnita, el equipo de investigadores buscó una forma innovadora de medir la temperatura con la mayor precisión posible en una época remota.
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El desafío: cómo medir el calor del universo
Medir el calor del universo primitivo es una tarea compleja porque se debe analizar una señal muy débil y distante. Se necesita una fuente de luz lejana y brillante que permita descubrir cómo era el universo hace miles de millones de años.
La clave fue observar un cuásar, un tipo de galaxia especialmente luminosa llamada PKS 1830–211, cuya luz recorrió enormes distancias y atravesó otras galaxias en el camino hasta la Tierra.
Al pasar por una de esas galaxias intermedias, la luz interactuó con nubes de gas y moléculas especiales, entre ellas el cianuro de hidrógeno. Esa interacción dejó marcas identificables en la señal recibida por los telescopios.
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El reto principal fue identificar esas marcas y descifrar cómo reflejaban la temperatura que reinaba en la época en que la luz cruzó la galaxia intermedia.
Observaciones precisas y resultados confiables
El equipo identificó cuidadosamente una serie de señales llamadas líneas espectrales, que surgen cuando ciertas moléculas absorben segmentos de la luz del cuásar.
Seleccionaron solo aquellas líneas en las que la señal resultaba clara y confiable, lo que permitió minimizar errores o interferencias provenientes de otras fuentes en el universo.
Tras el análisis de los datos obtenidos con ALMA, los investigadores concluyeron que la temperatura del universo, en esa etapa temprana, coincidía con lo anticipado por el modelo estándar de la física. Los resultados apuntan a que la incertidumbre en esta medición es mucho menor que en registros anteriores.
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Según los científicos, esta nueva medición redujo en un 40 por ciento el margen de duda respecto a los valores obtenidos en trabajos previos.
Para garantizar la exactitud, el equipo aplicó métodos estadísticos avanzados capaces de calcular el margen de error y contemplar fluctuaciones inesperadas en los datos.
Este avance refuerza la capacidad de la ciencia de describir el enfriamiento del cosmos desde sus orígenes y ofrece mayor confianza en los modelos sobre la evolución del universo.
El equipo señaló que este resultado sienta las bases para que futuras investigaciones exploren períodos aún más antiguos, con la expectativa de mejorar la precisión y de identificar fenómenos desconocidos para la física actual.
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