El Gordo: El Cúmulo de Galaxias que Desafía la Cosmología Estándar

^{Crédito de la imagen: ESA/Hubble & NASA, RELICS}

Por: Amal Pushp, Físico Afiliado de Resonance Science Foundation

Un cúmulo de galaxias es un sistema ligado gravitacionalmente formado por cientos o incluso miles de galaxias junto con plasma y masa oscura. Los cúmulos de galaxias son un componente crucial para comprender la estructura y evolución de nuestro universo. Algunos de los cúmulos más notables del universo adyacente son el cúmulo de Virgo, el cúmulo de Hércules y el cúmulo de Coma. Todos los cúmulos de galaxias conocidos tienen en común que se rigen por las leyes de la cosmología estándar, también conocida como modelo lambda de materia oscura fría  (ΛCDM).

Un estudio reciente publicado en el Astrophysical Journal sugiere una desviación del modelo cosmológico estándar [1]. Una de las facetas clave del modelo ΛCDM nos dice que antes de convertirse en cúmulos de galaxias fenomenales, se produce principalmente la formación de galaxias individuales. En otras palabras, cuando miramos hacia atrás en la historia del universo, la aparición de los cúmulos de galaxias debería ser visible en una etapa mucho más tardía de la línea temporal.  Sin embargo, los últimos trabajos muestran que cuando el universo tenía aproximadamente la mitad de su edad actual, dos cúmulos se agolparon a gran velocidad. Este acontecimiento ocurrió demasiado pronto teniendo en cuenta el análisis teórico.

Este cúmulo de galaxias llamado "El Gordo" es gigantesco y tiene una masa de más de 2000 billones de veces la de nuestro Sol. El último estudio proporciona una estimación renovada de su contenido material. En este caso, cuando la luz de las estrellas y galaxias lejanas se aproxima a un cúmulo como El Gordo, se distorsiona debido al campo gravitatorio del cúmulo. Este fenómeno se denomina lente débil, y los investigadores emplearon este método para explicar la masa del cúmulo.  Un estudio anterior mostraba una incertidumbre significativa en la masa, pero gracias a los resultados actuales, obtenidos originalmente con el telescopio espacial Hubble pero que también concuerdan con los datos del JWST, la incertidumbre se ha reducido a tan solo un 10%.

^{Efectos de la masa del cúmulo de galaxias en primer plano sobre las formas de las galaxias de fondo. El panel superior izquierdo muestra (proyectadas sobre el plano del cielo) las formas de los miembros del cúmulo (en amarillo) y de las galaxias de fondo (en blanco), ignorando los efectos de las lentes débiles. El panel inferior derecho muestra el mismo escenario, pero incluye los efectos de las lentes. El panel central muestra una representación en 3D de las posiciones del cúmulo y de las galaxias fuente, en relación con el observador. Nótese que las galaxias de fondo aparecen estiradas tangencialmente alrededor del cúmulo. Imagen y descripción: Wikipedia}

Una de las herramientas empleadas por el equipo de investigación para llegar a los resultados fue la tomografía de conos de luz, según la cual, cuando estudiamos objetos distantes en el universo, esencialmente estamos observando la luz emitida por esos objetos en una etapa increíblemente temprana de la línea de tiempo cósmica, cuando el universo era joven y se estaba desarrollando. El método permite a los investigadores determinar secuencialmente el desarrollo de diversos objetos cósmicos analizando su evolución a través de distintos puntos en el tiempo.

La colisión precoz del cúmulo de galaxias de El Gordo es esencialmente contraria al modelo ΛCDM. El autor principal del trabajo señala, "Aunque nuestros hallazgos anteriores se enfrentaron al escepticismo debido a una estimación actualizada de la masa de El Gordo, las discrepancias con el ΛCDM siguen siendo significativas. Cientos de simulaciones afirman que la colisión a alta velocidad observada de El Gordo es inverosímil según el modelo ΛCDM".

Al igual que en el caso de El Gordo, hay otros casos que demuestran que el modelo cosmológico estándar está lleno de incoherencias y requiere modificaciones o incluso su sustitución por un nuevo modelo que pueda hacer justicia a todos los fenómenos cosmológicos. Uno de estos casos es el del cúmulo Bala, cuyas mediciones muestran que su velocidad de colisión es bastante alta y, aunque se produjo en una época posterior a la de El Gordo, sigue siendo incompatible con las predicciones del modelo ΛCDM [2].  Además, los últimos resultados del JWST han revelado que el ritmo de formación de galaxias individuales es mucho más rápido que el predicho por el modelo ΛCDM. El modelo cosmológico estándar ΛCDM proporciona una explicación razonable de algunas de las propiedades cósmicas, como la estructura del CMB, la abundancia de elementos como el hidrógeno y el helio, y la formación de estructuras a gran escala en todo el universo. Sin embargo, al examinar los hallazgos actuales, llenos de notables irregularidades, parece que no está justificado confiar plenamente en el modelo ΛCDM. ¿Significa esto la desaparición definitiva del modelo ΛCDM? Es de esperar que los trabajos futuros ofrezcan una respuesta concluyente.

^{Esta vista compuesta Hubble/JWST del cúmulo de galaxias de El Gordo, resalta los objetos más brillantes (arriba) y muestra qué objetos han sido confirmados espectroscópicamente, mientras que la imagen inferior (abajo) resalta los objetos más débiles y muestra qué objetos sólo aparecen a los ojos de JWST y eran invisibles para Hubble. Crédito de la imagen: J.M. Diego et al. (PEARLS Collaboration), A&A, 2023. Crédito de la descripción: Big Think}

RSF en Perspectiva:

Una de las cosas importantes que han hecho los últimos descubrimientos es poner un serio interrogante sobre la validez del modelo cosmológico estándar o ΛCDM. Considerando este escenario, una cosa es cierta y es que no podemos apostar por el ΛCDM para todos los fenómenos cosmológicos. Dado el enorme número de anomalías encontradas en contra del modelo junto con los nuevos descubrimientos de El Gordo, sondear teorías alternativas que describan la naturaleza y evolución del universo se convierte en una necesidad.

En medio de este caos dentro de la cosmología estándar, el trabajo del físico Nassim Haramein destaca de forma notable. Publicó un artículo sobre la catástrofe del vacío en el que también abordaba problemas relacionados con la cosmología, como la confirmación de que la génesis de la materia en el universo se ajusta a la variación de la densidad de masa-energía cósmica [3]. Haramein, junto con los científicos de RSF, Olivier Alirol y Cyprien Guermonprez, presentará próximamente un nuevo artículo sobre el origen de la materia y la naturaleza de la gravedad.

Además, las teorías propuestas por Nassim Haramein han revelado muchas características interesantes sobre la formación y evolución de las galaxias. Nuestro artículo analiza este trabajo y muestra la importancia de la retroalimentación de los Núcleos Galácticos Activos (AGN) a la hora de esculpir la evolución y el desarrollo de las galaxias [4]. Los últimos resultados empíricos del JWST coinciden en gran medida con las predicciones de las teorías de Haramein, lo que nos lleva a una conclusión muy importante: Un modelo coherente de cosmología debería tener en cuenta las predicciones y resultados que emanan de las teorías de Nassim Haramein.

Referencias

[1] Elena Asencio et al, “The El Gordo Galaxy Cluster Challenges ΛCDM for Any Plausible Collision Velocity”, The Astrophysical Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-4357/ace62a

[2] Lee, Jounghun; Komatsu, Eiichiro. "Bullet Cluster: A Challenge to LCDM Cosmology". Astrophysical Journal (2010). DOI: 10.1088/0004-637X/718/1/60

[3] Haramein, N & Val Baker, A. K. F. “Resolving the Vacuum Catastrophe: A Generalized Holographic Approach”, Journal of High Energy Physics, Gravitation and Cosmology, Vol. 05 No. 02 (2019).

[4] Ines Urdaneta, Amal Pushp, and William Brown. “Galactic Engines”. Resonance Science Foundation https://www.resonancescience.org/blog/galacticengines