El Universo entero podría estar en rotación

El astrónomo Lior Shamir, que ha liderado la investigación, acaba de presentar esos resultados en la 236 reunión de la Sociedad Astronómica Americana, que por primera vez se celebra de forma virtual a causa de la pandemia de Covid-19.

Desde los tiempos de Edwin Hubble, en las primeras décadas del siglo XX, se ha pensado que el Universo se está inflando sin seguir ninguna dirección en particular, y que en él las galaxias se distribuyen más o menos uniformemente y sin una estructura cosmológica concreta. Pero las observaciones de Shamir y su equipo de un patrón geométrico en las más de 200.000 galaxias estudiadas sugieren que, después de todo, el Universo sí que podría tener una estructura definida, y que el Universo primitivo podría haber estado girando. El estudio, en efecto, muestra que incluso en zonas muy distantes, separadas por un océano de espacio y de tiempo, las direcciones de rotación de las galaxias espirales tienen una estrecha relación.

Según Shamir, "en Astronomía, las ciencias de datos no solo han hecho que la investigación sea más rentable, sino que también nos ha permitido observar el Universo de una forma completamente distinta. El patrón geométrico que exhibe la distribución de las galaxias espirales es muy claro, pero solo es observable después de analizar una gran cantidad de objetos astronómicos".

Desde el punto de vista de la Astronomía, una galaxia espiral es un objeto único, porque su apariencia visual depende de la perspectiva del observador. Por ejemplo, una galaxia espiral que gira en sentido horario cuando se observa desde la Tierra, parecería girar en sentido antihorario cuando el observador se encuentra en el lado opuesto de esa galaxia. Por lo tanto, si el Universo fuera isotrópico y no tuviera una estructura particular, como predijeron los astrónomos en el pasado, el número de galaxias que giran en sentido horario sería aproximadamente igual al número de galaxias que giran en sentido antihorario. Pero Shamir utilizó datos de telescopios modernos para mostrar que este no es el caso.

Con los telescopios tradicionales, contar galaxias en el Universo resulta una tarea desalentadora. Pero los telescopios robóticos modernos, como el Sloan Digital Sky Survey, o SDSS, y el Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System, o Pan-STARRS, pueden capturar imágenes de muchos millones de galaxias automáticamente a medida que exploran el cielo. Y clasificar millones de galaxias por su dirección de giro mucho más rápido que lo haría cualquier persona o grupo de personas.

Al comparar el número de galaxias con diferentes direcciones de giro, resultó que el número de las que giran en sentido horario no es igual al de las que lo hacen en sentido antihorario. La diferencia es pequeña, un poco más del 2%, pero dada la gran cantidad de galaxias que existen, la probabilidad de que esa asimetría se deba a la simple casualidad es, según Shamir, inferior a 1 entre 4 mil millones.

El patrón observado por el investigador se extiende a lo largo de más de 4.000 millones de años luz. Aunque, en ese rango, la asimetría detectada no es uniforme. El estudio, en efecto, encontró que la asimetría aumenta a medida que las galaxias están más lejos de la Tierra, lo que demuestra que el Universo primitivo era más consistente y menos caótico que el actual.

Pero la cosa no es tan simple. Los patrones, en efecto, no solo muestran que el Universo no es simétrico, sino que la propia asimetría también cambia según sea la zona observada, y esas diferencias apuntan a un patrón único de multipolos.

"Si el Universo tiene un eje de rotación -explica Shamir- no se trata de un eje simple, como el de un carrusel. Es una alineación compleja de múltiples ejes que también tienen una cierta deriva".

El concepto de multipolos cosmológicos no es nuevo. Observatorios espaciales anteriores, como el satélite Cosmic Background Explorer (COBE), la sonda de anisotropía de microondas Wilkinson (WMAP), y el observatorio Planck, mostraron que el fondo cósmico de microondas, que es la radiación electromagnética del universo primitivo, el "eco" del Big Bang, también exhibe múltiples polos. Pero la medición del fondo cósmico de microondas puede quedar contaminada por lo que hay en primer plano, como la obstrucción que supone la presencia de la Vía Láctea, y no puede mostrar cómo estos polos cambiaron con el tiempo. La asimetría entre las direcciones de rotación de las galaxias espirales, sin embargo, es una medida que no es sensible a la obstrucción.

"No hay ningún error o contaminación que pueda exhibirse a través de patrones únicos, complejos y consistentes -dice Shamir-. Tenemos dos estudios de cielo diferentes que muestran exactamente los mismos patrones, incluso cuando las galaxias son completamente diferentes. No hay error que pueda conducir a eso. Este es el Universo en el que vivimos. Este es nuestro hogar".