Un nuevo estudio ofrece pruebas que desmontan la teoría del Big Bang

Desde que Edwin Hubble y Georges Lemaître descubrieron en los años 20 que las galaxias más distantes se alejan más rápido de la Tierra, la teoría del Big Bang ha sido la piedra angular de la cosmología moderna. Según esta hipótesis, el universo nació hace unos 13.800 millones de años en una explosión primordial que lo ha hecho expandirse desde entonces. La idea comenzó a resquebrajarse con las primeras imágenes del telescopio espacial James Webb, pero ha seguido aguantando hasta ahora: un nuevo estudio de Lior Shamir, profesor asociado de ciencias de la computación en la Universidad Estatal de Kansas, desafía esta hipótesis con el análisis exhaustivo de nuevas observaciones.

Las pruebas empíricas de Shamir, publicado en la revista científica revisada por pares Particles, demuestra que una teoría alternativa casi olvidada puede ser la acertada para explicar el origen del universo: la hipótesis de la ‘luz cansada’. Esta teoría, propuesta en la misma época por el famoso astrónomo suizo Fritz Zwicky, afirma que las galaxias no se alejan a gran velocidad, sino que los fotones —las partículas de luz que emiten las estrellas— pierden energía a medida que viajan a través del espacio.

Esta pérdida de energía es lo que causa el ‘corrimiento al rojo’ que los astrónomos utilizan como indicador de la velocidad y distancia de las galaxias. El corrimiento al rojo es un fenómeno en el que la luz que emite un objeto en el espacio se desplaza hacia la parte roja del espectro de luz visible cuando llega a los telescopios en la Tierra. Este desplazamiento ocurre cuando un objeto se mueve rápidamente en dirección opuesta al observador. Las ondas de luz que emite se estiran, similar a cómo cambia el sonido de una sirena de ambulancia cuando pasa por tu lado por el efecto Doppler.

El enigma del corrimiento al rojo

La mayoría de los científicos interpretan que el corrimiento al rojo es una señal de la expansión del universo, pero Shamir ha utilizado imágenes de más de 30.000 galaxias observadas por tres telescopios diferentes para medir cómo varía el corrimiento al rojo en función de la distancia y la dirección de rotación de las galaxias respecto a la Tierra.

Fritz Zwicky en 1947. (ETH-Bibliothek/CC)

El ingeniero descubrió que las galaxias que rotan en la misma dirección que la Vía Láctea tienen un corrimiento al rojo más alto que las que rotan en dirección contraria. “Además, la diferencia del corrimiento al rojo aumenta a medida que aumenta el corrimiento al rojo [de la galaxia observada]”, apunta el estudio. “La consistencia del análisis se verificó comparando los datos recopilados por tres telescopios diferentes, anotados utilizando cuatro métodos diferentes, publicados por tres equipos de investigación diferentes y que cubren tanto los extremos norte como el sur del polo galáctico,” remacha Shamir. “Todos los conjuntos de datos están en excelente acuerdo entre sí, mostrando consistencia en el sesgo de corrimiento al rojo observado”.

Esto apunta a que el corrimiento al rojo puede depender de la distancia de las galaxias, como propuso Zwicky, y no de la velocidad a la que se alejan. Los resultados, asegura, se pueden reproducir fácilmente, lo que puede convertir a este trabajo de campo en la primera observación empírica reproducible directa para el modelo de "luz cansada" de Zwicky.

El impacto del telescopio James Webb

El debate sobre el origen del universo ha ganado intensidad con las imágenes del telescopio espacial James Webb (JWST). En lugar de mostrar un universo joven y en sus primeras etapas de formación, como muchos esperaban, las imágenes del JWST han revelado galaxias masivas y maduras a distancias que corresponden al periodo inmediatamente posterior al Big Bang. Esto es algo que se pensaba era totalmente imposible según los modelos actuales.

El mosaico de 690 fotogramas individuales tomados con la Cámara de Infrarrojo Cercano (NIRCam) en el Telescopio Espacial James Webb. Los detalles muestran: 1) Una galaxia espiral a un corrimiento al rojo de z=0,16. La resolución de las imágenes de JWST

"La confianza en el Big Bang empezó a tambalearse cuando el telescopio James Webb mostró un universo temprano con galaxias grandes y maduras", señala Shamir en una nota de prensa de la universidad. "Si el Big Bang ocurrió tal y como creemos, las galaxias serían más viejas que el propio universo", según las mediciones de corrimiento al rojo. Algo en nuestra comprensión de la formación y evolución de las galaxias parece ser incorrecto, poniendo en duda la suposición fundamental del modelo cosmológico estándar.

Este modelo ha dominado la cosmología durante casi un siglo, relegando la teoría de Zwicky al olvido. Pero los hallazgos experimentales de Shamir sugieren que la teoría de la luz cansada merece ser considerada seriamente. "El modelo cosmológico estándar y las teorías básicas sobre la formación de galaxias y la historia del universo son incompletas," escribe Shamir en su estudio.

Si las observaciones de Shamir son correctas, tendrán profundas implicaciones para nuestra comprensión del universo. ¿Significa esto que el Big Bang nunca ocurrió? No necesariamente. Pero sugiere que algo fundamental en nuestro entendimiento del cosmos puede estar profundamente equivocado.

La única certeza

Sólo tenemos la certeza de que la astronomía y la física se encuentran en un punto crucial. Las imágenes del JWST y los estudios como el de Shamir obligan a que los cosmólogos reconsideren algunos de los principios básicos sobre los que han construido sus teorías durante décadas. Para Shamir, "está claro que las teorías actuales no pueden coexistir con el modelo de corrimiento al rojo tal como se utiliza en la actualidad”.

La muerte de Sócrates por Jacques-Louis David. (Wally Gobetz/CC)

Es más que posible que en los próximos años veamos más estudios que desafíen y refinen nuestras teorías del universo. Al fin y al cabo, el ser humano es todavía un profundo ignorante de la realidad. Este nuevo estudio deja claro que, por enésima vez en nuestra corta historia, no debemos dar nada por sentado cuando se trata de entender los misterios del universo. Una vez más, el "sólo sé que no se nada" de Sócrates. La búsqueda de respuestas continúa.

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Publicado: September 12, 2024 at 09:06PM