El Sistema Solar, a la carrera: se mueve casi cuatro veces más rápido de lo que se creía

Galileo desterró a la Tierra de ese centro, y puso en su lugar al Sol, lo cual fue un gran avance para la astronomía. Pero también se equivocaba. Hoy sabemos que tampoco el Sol está en el centro de nada, sino que ocupa, con sus planetas a cuestas, un humilde rincón en la zona externa de una galaxia de lo más común que se pierde en un océano de cientos de miles de millones de otras galaxias. La Ciencia, hoy, nos ha dado toda una lección de humildad al demostrar que no ocupamos ningún lugar especial en un Universo en el que todo, sin excepción, está en perpetuo movimiento.

Existen varios movimientos diferentes que afectan a la Tierra. Por un lado, nuestro planeta gira sobre sí mismo (rotación) a una velocidad de 1.600 km/h. ¿Parece mucho? Pues además, nuestro mundo gira alrededor del Sol (traslación) a una velocidad de otros 100.000 km/h. Y eso no es nada si lo comparamos a la velocidad con la que el propio Sol (junto a sus planetas y las demás estrellas de la Vía Láctea) gira alrededor del centro de nuestra galaxia: 792.000 km/h. Velocidad a la que tarda unos 230 millones de años en darle una vuelta completa a la Vía Láctea. Por último, toda la galaxia, con sus entre 200.000 y 400.000 millones de estrellas y junto a los cientos de otras galaxias que hay a nuestro alrededor, se desplaza a otros 2.100.000 de km/h (dos millones cien mil km. por hora), hacia el supercúmulo de Shapley, una inmensa mole de materia, formada por 76.000 galaxias y cuya gigantesca gravedad nos atrae irremediablemente.

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O por lo menos eso es lo que se creía hasta ahora. Un nuevo estudio, en efecto, acaba de establecer que en realidad el Sistema Solar se mueve por el Universo mucho más rápido de lo que se creía. De hecho, a una velocidad de vértigo que multiplica por más de tres a la que cualquiera de nuestros modelos teóricos se atrevía a predecir. Los resultados, recién publicados en 'Physical Review Letters' van mucho más allá que una simple curiosidad astronómica, y podrían obligar a los científicos a revisar algunos de los pilares de la cosmología moderna: o bien nos movemos como un bólido desbocado, o la estructura misma del Universo no es como nos la habían contado.

Bajo la dirección del astrofísico Lukas Böhme, de la Universidad de Bielefeld (Alemania) un equipo internacional de investigadores ha medido la velocidad a la que nuestro Sistema Solar 'navega' por el cosmos con un nuevo grado de precisión.

Hasta ahora, la ciencia creía tener una idea bastante precisa de nuestra velocidad. Cuando los astrónomos quieren saber lo rápido que nos movemos, no miran al suelo (que se mueve con la Tierra), ni al Sol (que se mueve con nosotros). Miran al Fondo Cósmico de Microondas (CMB), que es el 'eco' del Big Bang, la luz más antigua del Universo y que, como un telón de fondo cósmico, se extiende de manera casi uniforme por todas partes. Si medimos nuestra velocidad respecto a ese fondo 'quieto', los números son los que conocemos.

Pero Böhme y su equipo decidieron medir nuestra velocidad usando una referencia distinta: las radiogalaxias (galaxias muy lejanas que emiten ondas de radio intensas). Y eso fue lo que hizo saltar las alarmas. Según su análisis, en efecto, si usamos esas galaxias lejanas como hitos kilométricos, nuestro velocímetro no marca los 370 km/s habituales, sino que refleja un movimiento mucho más violento, compatible con una velocidad que triplica la estimación oficial.

«Nuestro análisis -explica Böhme- muestra que el Sistema Solar se mueve más de tres veces más rápido de lo que predicen los modelos actuales. Este resultado contradice claramente las expectativas basadas en la cosmología estándar y nos obliga a reconsiderar nuestras suposiciones previas».

¿Y cómo pueden saber estos científicos a qué velocidad vamos sólo con observar galaxias que están a miles de millones de años luz? Imaginemos que conducimos nuestro coche por una autopista en un día lluvioso, pero sin viento. La lluvia cae verticalmente, pero si aceleramos las gotas ya no parecerán caer rectas. Y empezarán a golpear con fuerza el parabrisas delantero mientras que la luneta trasera se queda casi seca. Cuanto más rápido vayamos, más 'horizontal' parecerá la lluvia y más gotas se estrellan contra el cristal de delante. Es lo que llamamos 'viento de cara'.

En el espacio ocurre algo muy parecido, solo que con luz (o en este caso, con ondas de radio) en lugar de lluvia. A medida que el Sistema Solar avanza por el cosmos, deberíamos ver más galaxias delante de nosotros (en la dirección de nuestro movimiento) y menos detrás. Además, las de delante deberían parecer más brillantes y 'apretujadas'. Un fenómeno que técnicamente recibe el nombre de 'dipolo cósmico'.

Böhme y su equipo utilizaron el telescopio LOFAR (Low Frequency Array), una inmensa red europea de radiotelescopios, para contar estas galaxias. Lo cual no es tarea fácil. De hecho, y a pesar de que las ondas de radio atraviesan el polvo y el gas como si nada, permitiéndonos ver 'lo invisible', sigue haciendo falta una precisión casi quirúrgica para detectar ese sutil 'viento de cara'.

Según el Modelo Estándar de la Cosmología, la gran teoría que explica el origen y la evolución del Universo, la cantidad de 'lluvia' (galaxias) que nos golpea en el parabrisas debería corresponder a esa velocidad de 370 km/s que dicta el Fondo Cósmico de Microondas.

Pero los datos de LOFAR, combinados con otros dos grandes observatorios, dicen otra cosa. El dipolo detectado (la diferencia entre el número de galaxias delante y detrás) es 3,7 veces más intenso de lo esperado. Además, la señal es extremadamente robusta: supera los 5 sigmas, lo que en física se considera un umbral de descubrimiento. Es la misma certeza que se exigió en 2012 para confirmar el Bosón de Higgs, y reduce la probabilidad de que un resultado sea una simple casualidad estadística a una de una entre millones (0,00003%). Lo cual representa un nivel de confianza del 99,9999%.

Las implicaciones de este hallazgo son mucho más profundas (e inquietantes) de lo que parece a simple vista. Dominik J. Schwarz, coautor del artículo, lo explica con una claridad meridiana: «Si nuestro Sistema Solar se mueve realmente así de rápido, estamos obligados a cuestionar suposiciones fundamentales». Suposiciones como el Principio Cosmológico, la idea según la cual, a gran escala, y miremos donde miremos, el Universo es igual en todas partes (homogéneo), sin direcciones privilegiadas (isótropo) y, por supuesto, sin acumulaciones mayores de materia en un lado que en otro.

Sin embargo, si obtenemos dos velocidades diferentes con el CMB y las radiogalaxias, entonces tenemos un problema, y de los gordos. De hecho, esa discrepancia podría significar dos cosas: o bien la física newtoniana nos engaña y resulta que a gran escala existen efectos gravitatorios que no entendemos; o bien el Universo no es uniforme y tiene corrientes, flujos o densidades desiguales que hacen que obtengamos resultados diferentes según lo que miremos (luz primigenia o galaxias).

«Alternativamente -añade Schwarz-, la distribución de radiogalaxias en sí misma puede ser menos uniforme de lo que creíamos. En cualquier caso, nuestros modelos actuales están siendo puestos a prueba».

Sea como fuere, cada una de las alternativas tiene consecuencias profundas. Y si el modelo cosmológico estándar no describe bien nuestras mediciones, puede que haya fenómenos que no entendemos: materia oscura, energía oscura o incluso algún tipo de nueva física.

Estudios anteriores, como el llevado a cabo recientemente por el equipo de Nathan Secrest en el Observatorio Naval de los EE. UU, ya habían dado pistas sobre lo mismo, un dipolo anómalo, al analizar cuásares lejanos. Una señal de que o bien vamos demasiado rápido, o bien el Universo tiene una estructura intrínseca que viola el Principio Cosmológico.

Los científicos, pues, están en una encrucijada. El Modelo Estándar de la Cosmología, que ha funcionado de maravilla para explicar desde el Big Bang hasta la formación de átomos y galaxias, está acumulando grietas. Primero fue la 'Tensión de Hubble' (el Universo se expande a ritmos distintos según la técnica usada para medirlo), y ahora tenemos la 'Anomalía del Dipolo'. Demasiado como para no hacer nada.

¿Significa esto que todo lo que sabíamos es mentira? No. Pero sí sugiere que el 'mapa' que usamos como guía tiene zonas en blanco. Quizá el Sistema Solar navega sobre una inmensa ola de materia oscura que desconocemos. O quizá el Universo entero es más 'grumoso' y menos uniforme de lo que Einstein hubiera deseado. Aún no lo sabemos. De lo que no cabe duda es de que nuestro 'viaje espacial' acaba de volverse, si cabe, aún más interesante.