Nuevas observaciones del telescopio Webb sacuden nuestra comprensión del Big Bang

Bien, entonces vamos empezar con lo obvio. los Big Bang no está muerto. Avistamientos recientes de Telescopio espacial James Webb no han refutado el big bang, a pesar de que algunos artículos populares afirman lo contrario. Si eso es todo lo que necesita escuchar, que tenga un excelente día. Dicho esto, las últimas observaciones de Webb revelan algunas cosas extrañas e inesperadas sobre el universo, y si quieres saber más, sigue leyendo.

Comencemos con los rumores. ¿Qué pasa con los nuevos datos de Webb que sugieren que el Big Bang es falso? El mismo tipo de datos que nos dio el Hubble hace años. En general, pensamos que la evidencia del big bang se centra en dos hechos: primero, que las galaxias más distantes tienen un corrimiento hacia el rojo mayor que las más cercanas; y segundo, que el universo está lleno de un fondo cósmico de radiación de microondas.

El primero sugiere que el universo se está expandiendo en todas las direcciones, mientras que el segundo sugiere que una vez estuvo en un estado muy caliente y denso. Estos son dos de Tres pilares de datos que respaldan el big bang, el tercero es la abundancia relativa de elementos en el universo primitivo.

Pero estas observaciones son solo la base del modelo del Big Bang. Hace tiempo que los hemos desarrollado para crear el modelo estándar de cosmología, también conocido como modelo LCDM. Es un universo que comenzó con el Big Bang y está lleno de materia, materia oscura y energía oscura. Todo, desde la aceleración de la expansión cósmica hasta el agrupamiento de galaxias, respalda este modelo estándar. Y el modelo estándar hace predicciones sobre otras pruebas de observación, por lo que podemos demostrar aún más su validez. Aquí es donde entran las últimas afirmaciones de «gran busto».

Una de estas pruebas secundarias se conoce como prueba de brillo superficial de Tolman. Fue propuesto por primera vez en la década de 1930 por Richard C. Tolman y comparó la luminosidad aparente de una galaxia con su tamaño aparente. La relación entre el brillo y el tamaño se llama brillo superficial.

En general, cuanto más grande sea una galaxia, más brillante debería ser, por lo que la luminosidad de la superficie de cada galaxia debería ser aproximadamente la misma. Las galaxias más lejanas parecerían más oscuras, pero también tendrían un tamaño aparente más pequeño, por lo que el brillo de la superficie seguiría siendo el mismo. La prueba de Tolman predice que en un universo estático que no se expande, la luminosidad de la superficie de todas las galaxias debería ser aproximadamente la misma, independientemente de la distancia.

Eso no es lo que vemos. Lo que observamos es que las galaxias más lejanas tienen una menor luminosidad superficial que las más cercanas. La cantidad de oscurecimiento es proporcional a la cantidad de corrimiento al rojo de la galaxia. Podrías pensar que esto prueba que todas esas galaxias distantes se están alejando rápidamente de nosotros, pero no es así. Si estas galaxias distantes se estuvieran alejando rápidamente, tendrías dos efectos de atenuación. El corrimiento al rojo y la distancia cada vez mayor. La prueba de Tolman predice que en un universo en expansión simple, la luminosidad de la superficie de las galaxias debería disminuir en proporción al corrimiento al rojo. y distancia. Sólo vemos los efectos del corrimiento al rojo.

Este hecho ha llevado a algunos a proponer un universo estático donde la luz pierde energía espontáneamente con el tiempo. es el llamado hipótesis de la luz cansada, y es muy popular entre los oponentes del big bang. Si el universo es estático y la luz está cansada, entonces la prueba de Tolman predice exactamente lo que observamos. Así que no hay gran explosión.

En 2014, Eric Lerner et al. publicó un artículo haciendo exactamente este punto. Esto provocó una ola de «¡Big Bang Dead!» artículos en medios populares. Las últimas afirmaciones de que Webb acabó con el Big Bang comenzaron con un artículo popular del mismo Eric Lerner. Aqui estamos. Para ser justos, en 2014, las observaciones del Hubble respaldaron la afirmación de Lerner, al igual que las últimas observaciones de Webb. Pero lo que Lerner omitió convenientemente de su artículo fue que las observaciones de Hubble y Webb también admite el modelo LCDM.

Es un error común pensar que el corrimiento al rojo prueba que las galaxias se están alejando rápidamente de nosotros. Ellos no son. Las galaxias distantes no aceleran a través del espacio. El espacio mismo se está expandiendo, poniendo una mayor distancia entre nosotros. Es una diferencia sutil, pero significa que el corrimiento al rojo galáctico es causado por la expansión cósmica, no por el movimiento relativo. También significa que las galaxias distantes se ven un poco más grandes de lo que serían en un universo estático. Son distantes y diminutos, pero la expansión del espacio da la ilusión de que son más grandes. Como resultado, la luminosidad de la superficie de las galaxias distantes solo disminuye proporcionalmente al corrimiento al rojo.

Por supuesto, sabemos que la luz cansada es incorrecta debido al fondo cósmico de microondas. Un universo estático cansado de la luz no tendría calor residual de una bola de fuego primordial. Sin mencionar que las galaxias distantes aparecerían borrosas (no lo es) y las supernovas distantes no estarían dilatadas en el tiempo por la expansión cósmica (lo están). El único modelo que respalda toda la evidencia es el Big Bang. El argumento de Lerner es antiguo y ha sido refutado durante mucho tiempo.

Dicho esto, el telescopio espacial James Webb encontró algunas cosas inusuales. Más importante aún, encontró más galaxias y galaxias más distantes de las que debería haber, y eso podría conducir a cambios revolucionarios en nuestro modelo estándar.

Nuestro entendimiento actual es que después del Big Bang, el universo pasó por un período conocido como la Edad Oscura. Durante este período, la primera luz del cosmos se había desvanecido y aún no se habían formado las primeras estrellas y galaxias. Webb es tan sensible que puede ver algunas de las galaxias más jóvenes que se formaron justo después de la Edad Media. Uno esperaría que estas galaxias jóvenes fueran menos numerosas y menos desarrolladas que las galaxias más recientes. Pero las observaciones de Webb han encontrado galaxias muy jóvenes y muy desplazadas hacia el rojo que son comunes y sorprendentemente maduras.

Este es el tipo de datos desconcertantes e inesperados que los astrónomos han estado esperando. Es por eso que queríamos construir el Telescopio Webb en primer lugar. Y eso nos dice que incluso si el modelo del Big Bang no es incorrecto, algunas de nuestras suposiciones al respecto podrían serlo.

Este artículo fue publicado originalmente en Universo hoy por Brian Koberlein. léelo articulo original aqui.