¿Cómo era el universo 50 millones de años después del Big Bang? Los astrofísicos no sabían mucho sobre esto antes, pero un nuevo estudio de investigación de la Universidad de Tel Aviv (TAU) predice por primera vez que se podrían obtener resultados innovadores detectando ondas de radio en la superficie de la luna.
Las nuevas conclusiones del estudio, publicado en la prestigiosa revista Nature Astronomy con el título «Perspectivas de una cosmología precisa con una señal de 21 cm de la Edad Media», muestran que las señales de radio medidas se pueden utilizar en una nueva prueba de la cosmología estándar. modelo, para determinar la composición del universo así como el peso de las partículas de neutrinos.
En el futuro, también podría ayudar a los científicos a encontrar otra pista sobre el misterio de la materia oscura. El estudio fue dirigido por el grupo de investigación del profesor Renan Barcana en la Facultad de Física y Astronomía de la TAU, incluido el becario postdoctoral Dr. Rajesh Mondal.«Una señal de la Edad Media proporciona nuevas investigaciones potenciales sobre la cosmología fundamental», escribieron. «Aunque se puede descubrir una física exótica, aquí medimos los beneficios esperados dentro de la cosmología estándar».
La cosmología es el estudio de la historia del universo que dio origen a las estrellas, galaxias y otras características que podemos observar hoy.
Los investigadores señalaron que la Edad Oscura cósmica, el período inmediatamente anterior a la formación de las primeras estrellas, puede estudiarse detectando ondas de radio emitidas por el gas de hidrógeno que llenaba el universo en ese momento.
Si bien cada automóvil tiene una antena que puede detectar ondas de radio, la atmósfera de la Tierra bloquea ondas específicas del universo primitivo. Sólo pueden estudiarse desde el espacio, especialmente desde la Luna, que proporciona un entorno estable, libre de interferencias de la atmósfera o de las comunicaciones por radio.
La importancia de estos resultados.
Obviamente, llevar un telescopio a la Luna no es fácil, pero estamos asistiendo a una carrera espacial internacional en la que muchos países intentan regresar a la Luna con sondas espaciales y, eventualmente, con astronautas.
Las agencias espaciales de Estados Unidos, Europa, China e India están buscando objetivos científicos valiosos para el desarrollo lunar, y una nueva investigación destaca las posibilidades de detectar ondas de radio de la Edad Media cósmica.
Barkana explicó: «El nuevo telescopio espacial James Webb de la NASA descubrió recientemente galaxias distantes cuya luz reciben del amanecer cósmico, unos 300 millones de años después del Big Bang».
Nuestra nueva investigación examinó una era aún más antigua y misteriosa, la Edad Oscura cósmica, apenas 50 millones de años después del Big Bang. «Las condiciones en el universo primitivo eran muy diferentes a las actuales».
Añadió que el nuevo estudio “combina el conocimiento actual de la historia cósmica con diferentes opciones de observaciones de radio para revelar lo que se puede descubrir”. En concreto, calculamos la intensidad de las ondas de radio determinada por la densidad y la temperatura del gas hidrógeno en diferentes momentos y luego mostramos cómo se podían analizar las señales para extraer de ellas las conclusiones deseadas.
Los investigadores creen que los hallazgos podrían ser importantes para la comprensión científica de nuestra historia cósmica. Se podría probar una sola antena lunar, el modelo estándar de cosmología, para ver si puede explicar la Edad Media cósmica o si, por ejemplo, hay una perturbación inesperada en la expansión del universo que señalaría una nueva era. Descubrimiento.
Utilizando un radiotelescopio compuesto por un conjunto de antenas de radio, se puede determinar con precisión la composición del universo, concretamente la cantidad de hidrógeno y helio que contiene. El equipo escribió que el hidrógeno es la forma original de materia ordinaria en el universo a partir de la cual se formaron estrellas, planetas y, finalmente, los humanos.
“Determinar con precisión la cantidad de helio también es de gran importancia porque explorará el período antiguo, aproximadamente un minuto después del Big Bang, cuando se formó helio cuando todo el universo era esencialmente un reactor nuclear gigante.
Con una mayor variedad de antenas lunares, también será posible medir el peso de los neutrinos cósmicos. Son pequeñas partículas emitidas por diversas reacciones nucleares. Su peso es un factor crítico desconocido en el desarrollo de la física más allá del modelo estándar de física de partículas.
“Cuando los científicos abren una nueva ventana de observación, normalmente se obtienen descubrimientos sorprendentes”, concluyó Barkana.
“A través de observaciones lunares, puede ser posible descubrir diferentes propiedades de la materia oscura, la materia misteriosa que sabemos constituye la mayor parte de la materia en el universo, pero no sabemos mucho sobre su naturaleza y propiedades. Está claro que las edades oscuras cósmicas están destinadas a arrojar nueva luz sobre el universo.
«Solucionador de problemas. Gurú de los zombis. Entusiasta de Internet. Defensor de los viajes sin disculpas. Organizador. Lector. Aficionado al alcohol».