De los átomos al cosmos: ‘Todo en el Universo está conectado, señala investigadora
Ámsterdam, Paises Bajos, Europa.- ¿Podemos investigar las estructuras más grandes del universo observando las partículas más pequeñas? De esto trata la investigación de Lydia Stofanova, candidata a doctorado en el Observatorio de Leiden y en el SRON, el instituto holandés de investigación espacial. Ella estudia cómo elementos como el oxígeno influyen en la estructura a gran escala del universo. Defendió su tesis el 13 de noviembre.
Al estudiar las partículas más pequeñas, los investigadores pueden mapear la formación y las conexiones de estructuras enormes como las galaxias. «Todo en el universo está conectado», dice Stofanova. “Los mismos elementos que nos componen nos permiten explorar las estructuras más grandes del universo”. Esta interacción entre lo grande y lo pequeño es la verdadera maravilla del vasto universo que vemos cuando miramos el cielo estrellado.
El universo tiene una estructura similar a una red, una «red cósmica» con estructuras fibrosas llenas de gas y materia oscura. Estos llamados filamentos conectan galaxias y grupos de galaxias entre sí. Esa estructura ya estuvo presente en un pasado lejano, pero los astrónomos ven menos materia de la esperada en nuestro entorno cercano. ¿A dónde ha ido a parar este asunto?
Diferentes vasos
Stofanova profundizó en una teoría existente para responder a esta pregunta. «Las simulaciones muestran que esta materia no ha desaparecido realmente, sino que el gas se ha calentado. Este aumento de temperatura ha hecho que el gas sea invisible a la luz ultravioleta y visible en rayos X. ¡Solo tenemos que ponernos un par de gafas diferentes para ver la red cósmica y sus filamentos!
Esta forma diferente de mirar se llama espectroscopia de rayos X. Stofanova utilizó este método para estudiar la red cósmica. Aunque la tecnología existe desde hace años, detectar gas caliente en la red cósmica sigue siendo un desafío. Es por eso que científicos como Stofanova están realizando más simulaciones por computadora para prepararse para futuras misiones que potencialmente podrían detectar gas en estos filamentos. Stofanova: ‘Si queremos comprender mejor el origen y la evolución del universo, primero debemos detectar este gas caliente y estudiar sus propiedades. Puede que incluso tengamos que ajustar nuestros modelos para que coincidan mejor con lo que vemos.’
De lo micro a lo macro
El hilo conductor de la investigación de Stofanova es la conexión entre lo micro y lo macro. ‘Gran parte de lo que hice durante mi investigación de doctorado tuvo que ver con la física atómica y del plasma, centrándome en partículas pequeñas, como iones y electrones. Pero estos principios me han ayudado a estudiar las estructuras más grandes de nuestro universo.’ Es decir, desde lo micro hasta lo macro.
Los resultados de la espectroscopia de rayos X no son meramente teóricos: estos datos constituyen la base para simulaciones de la evolución del universo. Combinando observaciones con modelos teóricos, investigadores como Stofanova pueden predecir cómo elementos como el oxígeno se propagan por las estructuras cósmicas. Eso nos dice más sobre qué procesos formaron el universo al principio.
Detectar las diferentes capas de la red cósmica sigue siendo un desafío, dice Stofanova, pero no imposible. «Las futuras misiones espaciales son nuestra mayor esperanza». Una de estas misiones es el Observatorio Athena, que será lanzado por la ESA a finales de la década de 2030.
