La mayor estructura del Universo

Por Daniel Marín, el 11 mayo, 2011. Categoría(s): Astronomía • Cosmología • sondasesp ✎ 25

¿Cuál es la mayor estructura conocida por el hombre? El récord lo ostenta un supercúmulo de miles de galaxias llamado la Gran Muralla Sloan (Sloan Great Wall, SGW). Su tamaño es tan monstruoso que resulta imposible de asimilar para la mente humana. Con una longitud de 1370 millones de años luz, es tan grande que ocupa casi 1/30 parte del radio del Universo visible (unos 47 mil millones de años luz). La SGW está situada a unos mil millones de años luz de la Vía Láctea y fue descubierta en 2003 por J. Richard Gott y Mario Jurić, de la Universidad de Princeton, a partir de los datos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS). La SGW está formada por varios supercúmulos galácticos, siendo el mayor de ellos SC1 126.

Hasta el descubrimiento de la SGW, la mayor estructura conocida era la Gran Muralla CfA2, descubierta en 1989 por Margaret Geller y el recientemente fallecido John Huchra. La Gran Muralla CfA2 está situada a 350-500 millones de años luz de la Vía Láctea, tiene unos 500 millones de años luz de longitud y un espesor de “sólo” 20 millones de años luz.


La Gran Muralla Sloan (arriba) a la misma escala de la Gran Muralla CfA2 (abajo). La Vía Láctea está situada en el vértice de cada segmento circular. Cada punto en esta imagen es un cúmulo de galaxias con cientos de miles de millones de estrellas (Gott et al.).

El nombre de “muralla” se debe a que el espesor de la SGW es muy pequeño comparado con su longitud. En realidad, la SGW es lo que se denomina un superfilamento de la telaraña cósmica, la compleja estructura formada por los cúmulos de galaxias en el universo observable. Los cúmulos y supercúmulos galácticos no están distribuidos arbitrariamente por el espacio, sino que se agrupan formando una red de nodos, filamentos y vacíos. Este patrón cósmico se originó poco después del Big Bang gracias a la influencia de la materia oscura, que es el principal componente de la masa de estos cúmulos. Aunque por lo general sólo somos capaces de ver la “materia normal” (materia bariónica, esto es, las estrellas que componen las galaxias), se supone que la distribución de materia oscura a gran escala debe seguir más o menos la distribución de la materia bariónica visible.

Las simulaciones por ordenador de la evolución del Universo predicen de forma bastante precisa la formación de esta red de filamentos y vacíos en un cosmos dominado por la materia oscura fría y la energía oscura (modelos ΛCDM). Por lo tanto, le corresponde a la astrofísica observacional rebatir la fidelidad de estos modelos mediante la realización de mapas tridimensionales de las estructuras del Universo. Aunque la existencia de la Gran Muralla CfA2 no contradice los modelos ΛCDM, la SGW es tan enorme no casa bien con todos ellos. De hecho, muchas simulaciones numéricas han sido incapaces de reproducir las propiedades de la SGW. Hay que tener en cuenta que uno de los principios fundamentales de la cosmología es que, a gran escala, el Universo es básicamente homogéneo. Esta frontera se denomina “límite de la grandeza” y tiene un valor aproximado de 300 millones de años luz.

 
Estructura de filamentos y vacíos del Universo a gran escala según los modelos ΛCDM.

¿Y qué hay más allá de la SGW? La cuestión es compleja, porque levantar un mapa del Universo no es lo mismo que hacer un mapa de carreteras de la provincia más cercana. Más allá de las obvias dificultades técnicas, el problema es que a medida que nos alejamos de la Vía Láctea estamos viajando hacia atrás en el tiempo. Además, debemos recordar que el Universo no es estático, sino que se está expandiendo continuamente. En cualquier caso, si hacemos un mapa a gran escala veremos que a partir de cierta distancia (o edad) las galaxias empiezan a dejar paso a los cuásares (núcleos de galaxias activas). En total se estima que en el Universo visible hay unos 170 mil millones de galaxias, lo que hace un total de 1022 – 1024 estrellas.

 
Mapa de los cúmulos galácticos cercanos vistos por el SDSS. La Vía Láctea está en el centro 

 
Mapa del Universo conocido. El mapa de arriba con la Gran Muralla Sloan cabe en el pequeño círculo del centro (Gott et al.).


Escalas del Universo medidas desde el centro de la Tierra (Gott et al.).

Es muy posible que la SGW no sea la mayor estructura en el Universo observable. Al fin y al cabo, el SDSS sólo ha medido el corrimiento al rojo (z) de una pequeña fracción de galaxias. Además, los cúmulos más lejanos -y por lo tanto, los más jóvenes- son también más difíciles de detectar. No obstante, la teoría nos dice que no deberían existir estructuras mucho más grandes que la SGW. De encontrarlas, la cosmología actual se enfrentaría a un serio problema.


Varios cúmulos y supercúmulos galácticos vistos desde la perspectiva de la Tierra (en coordenadas galácticas) (2Mass Survey).

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25 Comentarios

  1. El universo: siemprre que creo que estoy empezando a entender un poco sus escalas, aparece algo mucho más inimaginablemente grande que cualquier cosa -menor al infinito- que podamos imaginar. Dios mio… Para consolarme de mi insignificancia ante el universo, me alegro de mi inmencidad ante el más grande de los átomos.

  2. El otro día estaba leyendo sobre el universo muy temprano, en la era de Planck y en la de la inflación. Pensaba que la estructura a gran escala del universo tenía que ver con las fluctuaciones cuánticas de la temperatura del universo temprano, pero no sabía que la materia oscura jugara un papel en ello.

  3. @Orlando: sí, por supuesto, las semillas de los supercúmulos fueron las pequeñas diferencias en la densidad de la materia primordial que vemos en las anisotropías del fondo cósmico de microondas. Pero la materia oscura forma la mayoría de la masa de los cúmulos y, por lo tanto, es determinante a la hora de dar forma a estas estructuras.

    Un saludo.

  4. Estas imágenes me recuerdan la clásica idea de que nuestro universo no es más que un grupo de moléculas de un universo de más dimensión, del mismo modo que nuestras moléculas son a su vez pequeños universos, etc.
    Nunca sabremos suficiente.

  5. monsieur le six, yo siempre habia pensado en eso. Pero es un poco desesperante… Imaginate saber que todo nuestro universo esta en una molecula de un universo aun mayor. Suponiendo que tienes una tecnologia tan inimaginable que puedes “mover” el universo entero, y “emitir” alguna señal, las escalas de tiempo serian tan asquerosas que harian falta miles de generaciones para que alguien muy muy grande, por ahi, nos detectara. Suponiendo que ese alguien fuera inteligente y tuviera sensores para detectar algo tan pequeñito como un “universo” emitiendo un foton….

    En fin, para cualquier fin practico en el proximo milenio, nos da igual si nuestro universo es un atomo de otro mayor o no xD

  6. “Con una longitud de 1370 millones de años luz, es tan grande que ocupa casi 1/30 parte del radio del Universo visible (unos 47 mil millones de años luz)”
    47 mil millones de años??!!!

    Según tengo entendido la edad del universo desde el Bing Bang es de 13700 millones de años, el universo es visible a partir de 7000 millones de años luego del bing bang, es visible a través del gas interesterlar a partir de una edad de 3000 millones de años, entonces cómo es posible que el radio del universo visible sea de 47 mil millones de años luz?

    La radiación de fondo tiene velocidades superlumínicas? o es solo una “teoría” como la de la energía oscura? y si la energía oscura no existe y en realidad “algo” desde fuera nos está “jalando” en todas direcciones? tal vez otros universos masivos?

  7. Si conseguimos cartografiar las galaxias más lejos todavía, el ejercicio será fascinante. ¿Que hallaremos con los nuevos telescopios? ¿Resistirán el envite los modelos actuales
    Y el JWST se retrasa grrrr…….

  8. Tengo copia de todos los correos en Reader y Tengo otro blog oculto con todo lo que tengo en el mio.
    Y aparte de eso tengo una copia digamos “normal” y otra en HTML de todo el blog en una cuenta de correo.
    Pero copia de seguridad por ahora no.
    Pero visto lo visto me voy a comprar un disco externo para hacerla, tengo ocupadas 550 Gigas en mi pc.
    Con todo y con eso el susto a sido mayusculo acojonadito estaba

  9. Entonces mi comentario se ha perdido, como lágrimas en la lluvia… es hora de morir…
    Pero bueno, creo que comenté qué podremos encontrar cuando se pueda ver más lejos; en ese momento los modelos serán puestos a prueba.

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Por Daniel Marín, publicado el 11 mayo, 2011
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