Notícies

Inici  >  Notícies > L’estudi dels quàsars revela la mesura més precisa de l’expansió...

L’estudi dels quàsars revela la mesura més precisa de l’expansió de l’Univers

Concepció artística de la metodologia amb quàsars que fa servir BOSS per mesurar l'Univers distant. Imatge: Zosia Rostomian (Laboratori Nacional Lawrence Berkeley) i Andreu Font Ribera (BOSS Lyman-alpha team, Berkeley Lab)

Concepció artística de la metodologia amb quàsars que fa servir BOSS per mesurar l'Univers distant. Imatge: Zosia Rostomian (Laboratori Nacional Lawrence Berkeley) i Andreu Font Ribera (BOSS Lyman-alpha team, Berkeley Lab)

Jordi Miralda, investigador ICREA de l’Institut de Ciències del Cosmos de la UB (ICCUB) i coautor de les investigacions.

Jordi Miralda, investigador ICREA de l’Institut de Ciències del Cosmos de la UB (ICCUB) i coautor de les investigacions.

11/04/2014

Recerca

Un equip d’astrònoms del projecte internacional Sloan Digital Sky Survey han emprat 140.000 quàsars distants per mesurar el ritme d’expansió de l’Univers en el moment en què tenia una quarta part de l’edat actual (l’Univers té ara 13.800 milions d’anys). En aquest treball, que estableix la mesura més acurada del ritme d’expansió de l’Univers al llarg dels darrers 13.000 milions d’anys, hi han participat Andreu Font Ribera, doctorat per la UB i ara investigador postdoctoral al Laboratori Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) dels Estats Units, i Jordi Miralda, investigador ICREA de l’Institut de Ciències del Cosmos de la UB (ICCUB). Determinar la mesura precisa del ritme d’expansió de l’Univers en diferents etapes de la seva història és important per conèixer les propietats de l’energia fosca de l’Univers, responsable de l’actual acceleració del ritme d’expansió.
 
El Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), que és un dels principals programes d’observació del tercer projecte Sloan Digital Sky Survey (SDSS-III), és pioner en la tècnica per mesurar l’estructura de l’Univers llunyà a partir de l’observació dels quàsars, els objectes més brillants del cosmos, que permeten detectar la matèria intergalàctica que ha quedat distribuïda per l’espai entre les galàxies. Les noves observacions basades en BOSS s’han presentat durant la reunió de la Societat Americana de Física, que ha tingut lloc recentment a la ciutat de Savannah (Estats Units).
 

Conèixer l’evolució de l’Univers amb els quàsars

La llum emesa pels quàsars, uns objectes astronòmics que es poden observar a milers de milions d’anys llum de la Terra gràcies a la seva gran lluminositat, travessa núvols de gas de matèria intergalàctica, composta majoritàriament per hidrogen. L’anàlisi dels patrons d’absorció de l’hidrogen que intercepta la llum dels quàsars en el seu viatge cap a nosaltres és una nova metodologia per mesurar l’estructura a gran escala de l’Univers.
 
Els resultats de la recerca combinen dues metodologies diferents basades en l’ús dels quàsars i el gas intergalàctic per mesurar el ritme d’expansió de l’Univers. La primera anàlisi, duta a terme per Andreu Font Ribera i el seus col·laboradors, compara la distribució espacial de quàsars amb la del gas hidrogen per mesurar distàncies a l’Univers. El segon treball, liderat per Timothée Delubac, del Centre de Saclay (França), se centra en els patrons d’absorció del gas hidrogen per mesurar la distribució de massa en l’Univers més jove. Les dues anàlisis de l’equip BOSS estableixen que fa 10.800 milions d’anys, l’Univers —que aleshores tenia una edat de només 3.000 milions d’anys— s’expandia al llarg de cada un dels tres eixos de l’espai a un ritme d’un 1 % per cada 44 milions d’anys.
 

Quan les galàxies eren més a prop

Tal com explica el professor Jordi Miralda, «l’expansió de l’Univers significa que les galàxies s’allunyen les unes de les altres, com si l’espai s’estirés com una goma per tot arreu. Quan observem galàxies o núvols de gas molt llunyans, els veiem en el passat de l’Univers, a causa del temps que triga la llum per arribar fins a nosaltres». 
 
«Si mirem l’Univers en el seu passat, quan les galàxies eren tres vegades més a prop del que es troben avui en dia, veuríem que un parell de galàxies separades per un milió d’anys llum entre si s’allunyaven l’una de l’altra a una velocitat de 68 quilòmetres per segon a mesura que s’expandia l’Univers», detalla l'expert Andreu Font Ribera.
 
Delubac explica: «Hem mesurat el ritme d’expansió de l’Univers llunyà amb una precisió sense precedents del 2 %». Conèixer els paràmetres d’expansió de l’Univers al llarg de la seva evolució és clau per determinar la naturalesa de l’energia fosca que provoca l’expansió accelerada de l’Univers durant els últims 6.000 milions d’anys. «La mesura de l’expansió de l’Univers quan només tenia la quarta part de l’edat actual ens dóna una referència per comparar-la amb les mesures d’expansió de l’època més recent, en què l’energia fosca s’ha establert com a força dominant», diu Delubac.
 

Ones acústiques de l’Univers primitiu

Per determinar el ritme d’expansió de l’Univers, BOSS ha utilitzat les anomenades oscil·lacions acústiques de barions (BAO), que són ones de so que provenen de l’Univers primitiu  i que van deixar una empremta en la forma com la matèria està distribuïda per l’espai. Aquesta empremta és visible en la distribució de galàxies, quàsars i hidrogen intergalàctic al cosmos. Segons explica Jordi Miralda, «aquestes ones de so es propagaven a través de la matèria intergalàctica i, quan l’Univers tenia tan sols 400.000 anys, van deixar un excés de matèria a una distància fixa i coneguda dels llocs on més tard es van formar galàxies, quàsars, i núvols de gas». «És com si al voltant de cada objecte —afegeix— hi hagués un anell de grandària coneguda on hi ha un excés de matèria, i això és el que ens permet mesurar el ritme d’expansió de l’Univers amb gran precisió».
 
Tal com remarca David Schlegel, del Laboratori Nacional Lawrence Berkeley i investigador principal de BOSS, «fa tres anys, BOSS va emprar 14.000 quàsars per demostrar que es podia elaborar el mapa en 3D més gran que s’hagi fet mai de l’Univers». «Fa dos anys —continua—, amb 48.000 quàsars, vam poder detectar oscil·lacions acústiques de barions en aquests mapes. Ara, amb més de 140.000 quàsars, hem fet mesures de gran precisió d’oscil·lacions acústiques de barions».

 

Comparteix-la a:
| Més |
  • Segueix-nos:
  • botó per accedir al facebook de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al twitter de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al google+ de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al youtube de la universitat de barcelona
  • botó per accedir als rss de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al butlleti de la universitat de barcelona
Membre de: Dos Campus d'Excel·lència Internacional logo del leru - League of European Research Universities logo del bkc - campus excel·lència logo del health universitat de barcelona campus

© Universitat de Barcelona