“A 200 metros, gire a la derecha. Ha llegado a su destino”. Efectivamente, el programa Extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS), enmarcado dentro del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), ha llegado a su destino con la publicación del mayor mapa tridimensional del universo jamás creado. En él se refleja la historia completa de la expansión del universo. Su análisis, difundido a través de 23 artículos en la revista ArXiv, constituye uno de los mayores avances de la cosmología en la última década.

Resultado de más de 20 años de trabajo de un centenar de astrofísicos de 30 instituciones internacionales, el mapa tridimensional muestra, a través de un conjunto de filamentos y vacíos, la estructura del universo desde que éste se hizo transparente a la luz, es decir, desde unos 380.000 años después del big bang. Fue en ese momento, conocido como recombinación, cuando los protones y electrones liberados tras la gran explosión se agruparon, formando los primeros átomos y pasando de estado de plasma a estado gaseoso. De este modo, quedó espacio para que los fotones se movieran libremente y fue así como el universo se volvió transparente.

En total, el eBOSS ha medido más de dos millones de galaxias y cuásares gracias, en gran medida, a un telescopio ubicado en el Apache Point Observatory, al sureste de Nuevo México (Estados Unidos), que es capaz de captar imágenes multicolores y multiespectrales. Concretamente, los investigadores se han servido de galaxias rojas para delinear la parte del mapa más reciente (desde hace 6.000 millones de años en adelante), azules para distancias más lejanas y, por último, cuásares para la parte más remota, la que data de hace más de 11.000 millones de años. De hecho, los cuásares, pequeños cuerpos celestes de gran luminosidad, son el tipo de astro más alejado en el universo.

Para realizar las mediciones, el eBOSS se ha apoyado, entre otras técnicas, en las oscilaciones acústicas de bariones (BAO, por sus siglas en inglés), una regla estándar en cosmología para la escala de longitud. En otras palabras, las posiciones tridimensionales de las galaxias se han calculado mediante las fluctuaciones en la densidad de la materia, provocadas por ondas acústicas que son fruto de distintas fuerzas que se contrarrestan. Además, como la luz de las galaxias se propaga por el espacio, también ha sido posible medir la distancia a través del corrimiento al rojo, es decir, del incremento de la longitud de onda de las radiaciones electromagnéticas.

Todo esto se traduce en el mapa en un arcoíris de colores encerrado dentro de una gran esfera que representa el universo observable (parte visible del total del universo). Cada sección, identificada con un color, tiene asociada la imagen de una galaxia o cuásar típico. Dado que el universo se expande, mirar a lo lejos en este arcoíris supone mirar hacia atrás en el tiempo, de manera que la ubicación de las galaxias indica también la velocidad de expansión del universo en distintos momentos de la historia cósmica. Según la ley de Hubble-Lemaître, la tasa de expansión es proporcional a la distancia a la que se encuentra una galaxia.

En definitiva, el mapa tridimensional ha permitido reconstruir detalladamente la historia completa de la expansión del universo, que, por causas aún desconocidas, comenzó a acelerarse hace unos 6.000 millones de años. Lo más llamativo es que las observaciones del eBOSS no coinciden con la constante de Hubble. El valor de esta última es aproximadamente un 10% inferior al hallado por el eBOSS a partir de las posiciones de las galaxias, una discrepancia para la cual todavía no existe una explicación. Todavía quedan incógnitas por resolver.

De momento, el SDSS ya está trabajando en el Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), un nuevo telescopio diez veces más potente que el usado en el eBOSS. Además, en 2022 la Agencia Espacial Europea prevé poner en órbita el satélite Euclid, cuyo telescopio ofrecerá una visión complementaria del universo. Ambos proyectos lograrán seguramente hallazgos prometedores, así que, como diría el capitán Kirk, pongamos rumbo hacia la “segunda estrella a la derecha, todo recto hacia el mañana”.