La utilización de las galaxias como lentes para observar otras unido a otras técnicas, es un método novedoso y preciso del que disponen los investigadores para medir la edad y el tamaño del Universo, así como la rapidez con la que se está expandiendo. La medida permite determinar un valor para la constante de Hubble, la cual nos indica el tamaño del Universo y nos confirma su edad de 13,75 mil millones de años más/menos 170 millones de años. Los resultados también nos permiten conocer la fuerza de la energía oscura responsable de la aceleración con que se expande el Universo.

Estos resultados han sido realizados por investigadores del Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology (KIPAC) en el Department of Energy’s SLAC National Accelerator Laboratory estadounidense, la Stanford University, la University of Bonn así como varias otras instituciones de Alemania y Estados Unidos y ha sido publicado en el ejemplar del 1 de marzo de la revista The Astrophysical Journal. Los investigadores utilizaron la información recogida por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA que reflejan una mejor precisión en combinación con el Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP).

El equipo utilizó una técnica conocida como “lente gravitatoria” para medir las distancias recorridas por la luz hasta nosotros, a través de diferentes caminos procedentes de galaxias activas y brillantes. Tras analizar el tiempo que precisa para viajar por cada una de las rutas y las velocidades reales implicadas, los investigadores pueden establecer no solo la lejanía de la galaxia sino también la escala global del universo y algunos otros detalles de su expansión.

A menudo resulta difícil para los científicos distinguir entre una luz brillante y lejana de otra tenue y mucho más cercana. Una lente gravitatoria soslaya este problema al proporcionar múltiples pistas respecto a las distancias recorridas por la luz. Esta información extra permite a los investigadores determinar el tamaño del Universo comúnmente expresada por los astrofísicos en términos de una cantidad denominada constante de Hubble.

KIPAC Kavli ha manifestado que “durante mucho tiempo sabíamos que las lentes son capaces de realizar mediciones físicas de la constante de Hubble”, sin embargo, nunca anteriormente habían sido utilizadas de una forma precisa. Estas determinaciones nos proporcionan mediciones más exactas de la constante de Hubble y constituyen herramientas establecidas desde hace tiempo para la observación de las supernovas y el fondo relicto de microondas. “las lentes gravitatorias han alcanzado su mayoría de edad como herramientas competitivas en el conjunto de medios de que dispone la astrofísica” añadió Marshall, compañero de Kavli.

Aunque los investigadores desconocen cuando abandonó la luz su fuente emisora, pueden comparar sus tiempos de llegada. Marshall hace un símil a la comparación de cuatro automóviles que toman cuatro rutas diferentes entre dos puntos situados en lados opuestos de una gran ciudad, como por ejemplo desde la Stanford University y el Lick Observatory a través o alrededor de San José, y al igual que los automóviles se enfrentan a la congestión del tráfico, la luz también puede experimentar demoras.
Marshall añade, “la densidad del tráfico en una gran ciudad es como la masa de una lente gravitatoria, si toma un camino más largo, no tiene necesariamente porque tardar más. A veces se tarda más por el camino más corto”.

Las ecuaciones utilizadas con las lentes gravitatorias tienen en consideración todas estas variables tales como la distancia y su densidad, y nos proporcionar una idea mejor acerca de cuando partió la luz de la galaxia en cuestión y cuanto tiempo estuvo viajando.

En el pasado, este procedimiento para establecer una estimación de las distancias estaba plagado de errores, paro actualmente los físicos creen que resulta comparable a otros métodos de medición. Con esta técnica de lentes gravitatorias los investigadores han logrado establecer un valor más exacto para el valor de la constante de Hubble así como una menor incertidumbre en su valor. Esto se ha traducido en un menor error en los cálculos lográndose una mejor estimación en la estructura de la lente y en el tamaño del Universo.

Aún existen varios factores que los científicos necesitan tener en consideración en la determinación de las distancias mediante lentes gravitatorias, como por ejemplo, el polvo en la lente puede alterar los resultados. El Telescopio Espacial Hubble posee filtros infrarrojos necesarios para eliminar los efectos del polvo. Estas imágenes también contienen información acerca del número de galaxias que se agrupan alrededor de la línea de visión las cuales contribuyen al efecto de lente a un nivel que hay que tener en consideración.

Marshall afirma que existen varios grupos que están trabajando en la ampliación de esta línea de investigación, no solo en la búsqueda de nuevos sistemas como en ampliar el conocimiento con ellas. Los investigadores ya disponen de más de veinte sistemas astronómicos distintos adecuados para el análisis mediante lentes gravitatorias.

Fuente: Science Daily