LENTES GRAVITACIONALES HAN CONFIRMADO LA EXPANSIÓN Y ACELERACIÓN DEL UNIVERSO

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LENTES GRAVITACIONALES HAN CONFIRMADO LA EXPANSIÓN Y ACELERACIÓN DEL UNIVERSO

16 abril 2012. Un equipo internacional de investigadores liderado por
Masamune Oguri, del Kavli IPMU y Naohisa Inada, del Colegio Nacional de
Tecnología de Nara, han conducido un estudio sin precedentes de lentes
gravitacionales en cuásares, y lo han utilizado para medir la historia
de la expansión del universo.

El resultado proporciona fuertes evidencias de que la expansión del
universo se está acelerando. Ya había habido varias observaciones que
sugerían la expansión acelerada cósmica, incluyendo las supernovas
distantes por las que fue otorgado el Premio Nobel de Física en 2011.

El resultado del equipo confirma la expansión acelerada cósmica con
un enfoque totalmente diferente, lo que refuerza el caso de la energía
oscura. Este resultado se publicará en The Astronomical Journal .

Los cuásares son objetos muy luminosos alimentados por la acreción de
gas en agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias distantes.
Un cuásar se encuentra normalmente muy lejos.

“La lente gravitacional , un fenómeno en el cual un objeto distante
se divide en dos o más imágenes, debido a la gravedad de un objeto más
masivo en primer plano”. Toshifumi Futamase, Profesor de la Tohoku
University dice, “El profesor Oguri es un joven y destacado investigador
en el campo de la investigación del efecto de las lentes
gravitacionales. Lidera las evidencias de la presencia de energía oscura
gracias a lentes gravitacionales.

La gran ventaja de esta investigación es mucho más alta y de gran
importancia estadística, lo cual es posible gracias a una amplia muestra
de los quásares en el SDSS “. El fenómeno de lente gravitacional, a
menudo llamado “Espejismo Cósmico”, fue descubierto por primera vez en
1979, y desde entonces más de 100 quásares han sido descubiertas gracias
a ello.

Un equipo internacional de investigadores liderado por Masamune
Oguri, profesor asistente en el Instituto Kavli para Física y Matemática
del Universo (Kavli IPMU), y Naohisa Inada, profesor del Colegio
Nacional de Tecnología de Nara, llevaron a cabo un amplio estudio para
buscar lentes gravitacionales en quásares en conjuntos de datos de la
Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Durante casi 10 años de exámenes cuidadosos de 100.000 quásares, el
equipo descubrió con éxito cerca de 50 nuevas lentes gravitacionales de
cuásares en total, aumentando significativamente el muestreo de ellos.

La frecuencia de lente gravitacional, que puede medirse contando el
número de cuásares dentro de un catálogo cuásar dado, permite inferir la
velocidad de expansión del universo, porque la expansión acelerada
aumenta la distancia a cada cuásar y por lo tanto aumenta la
probabilidad de lente gravitacional.

El equipo midió la probabilidad de lente gravitacional entre cuásares
distantes en alrededor de un 0,05 por ciento, lo que se comparó con
cálculos teóricos detallados para extraer información sobre la historia
de la expansión. El resultado indica que la expansión del universo está
de hecho acelerando, lo que sugiere que el universo debe de estar lleno
del componente misterioso llamado energía oscura.

“La acelerada expansión del universo es uno de los problemas
centrales de la cosmología moderna”, dice Oguri. “En 2011, el Premio
Nobel de Física fue otorgado al descubrimiento de la expansión acelerada
del universo utilizando observaciones de supernovas distantes.

Algo a tener en cuenta sobre este método es que se basa en varios
supuestos, y por lo tanto, son necesarios controles independientes de
los resultados para llegar a una conclusión sólida. Nuestro nuevo
resultado usando lentes gravitacionales no sólo proporciona evidencias
adicionales sólidas de una expansión cósmica acelerada, sino que también
es útil para mediciones precisas de la velocidad de esa expansión, lo
que es esencial para investigar la naturaleza de la energía oscura “.

Comparaciones cuidadosas con otras observaciones llevaron a la
conclusión de que la energía oscura se comporta casi como la constante
cosmológica de Einstein. “El método estadístico de lentes
gravitacionales de cuásares ha sido conocido por ser coherente con la
historia de la expansión del universo”, dice Masashi Chiba, profesor de
la Universidad de Tohoku, “Tras ser activamente estudiado por
investigadores japoneses en la década de 1990, las observaciones de
lente gravitacional en ese momento ya habían insinuado la presencia de
energía oscura, pero tanto por el tamaño de la muestra como por la gran
incertidumbre en el modelo teórico de los tipos de lentes
gravitacionales, el resultado no fue ampliamente aceptado.

Esta investigación realizó un estudio enorme de cuásares y lentes
gravitacionales, adoptando mucho más sofisticados cálculos teóricos para
construir un caso muy convincente para la expansión cósmica acelerada
“.

“Los estudios sobre la energía oscura (constante cosmológica) eran
muy populares en Japón ya en la década de 1990, en gran parte debido al
trabajo pionero realizado por el Profesor Fukugita, investigador
principal en el Kavli IPMU y co-autor de este artículo.”, Dice Yasushi
Suto, profesor de la Universidad de Tokio, “Este estudio de lentes
gravitacionales en cuásares fue iniciado y organizado por los profesores
Oguri y Inada, que eran estudiantes de posgrado en la encuesta
iniciada, dentro de la amplia colaboración internacional del SDSS, y
llevó al equipo al éxito. Este resultado es importante ya que confirma
la presencia de energía oscura independientemente de las observaciones
de las supernovas “.

Propiedades detalladas de la energía oscura están previstas para ser
exploradas en el proyecto de Sumire, un proyecto de investigación
internacional dirigido por el Kavli IPMU utilizando el telescopio
Subaru. Suto dice: “Este resultado demuestra que cosmólogos teóricos y
observacionales japoneses jugarán un papel esencial en el proyecto
SUMIRE”. Chiba añade: “Este resultado genera un impulso importante para
el estudio de la energía oscura en el proyecto SUMIRE “.

Original: The Astronomical Journal, “The Sloan Digital Sky Survey Quasar Lens Search. VI. Constraints on Dark Energy and the Evolution of Massive Galaxies,” Masamune Oguri, Naohisa Inada et al.
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