Hace casi un siglo, el astrónomo Edwin Hubble descubrió que casi todas las galaxias se alejan de la Vía Láctea. Esta observación se convirtió en una piedra angular de la cosmología moderna, ya que proporcionó evidencia clave de que el universo se está expandiendo y que comenzó con el Big Bang. Sin embargo, incluso en la época de Hubble, los astrónomos sabían que este patrón no era universal. Una notable excepción es nuestra galaxia vecina, Andrómeda, que se mueve hacia la Vía Láctea a una velocidad de aproximadamente 100 kilómetros por segundo.
Durante unos cincuenta años, los científicos se han enfrentado a otro misterio relacionado. La mayoría de las galaxias grandes cercanas a la nuestra, aparte de Andrómeda, parecen alejarse en lugar de ser atraídas por la gravedad. Esto resulta sorprendente, ya que estas galaxias residen cerca del Grupo Local (la Vía Láctea, la galaxia de Andrómeda y docenas de galaxias más pequeñas), cuya masa combinada debería ejercer una influencia gravitatoria notable.
Una Gigantesca Lámina Cósmica Alrededor del Grupo Local
Un equipo de investigación internacional, liderado por el doctorando Ewoud Wempe del Kapteyn Institute en Groningen, cree haber encontrado la explicación. Utilizando simulaciones por computadora avanzadas, los investigadores descubrieron que la materia que rodea al Grupo Local está dispuesta en una estructura amplia y aplanada que se extiende a lo largo de decenas de millones de años luz. Esta estructura incluye no solo materia ordinaria, sino también la materia oscura invisible que rodea a las galaxias. Por encima y por debajo de esta región aplanada se encuentran enormes áreas vacías conocidas como vacíos cósmicos.
Las simulaciones muestran que esta disposición de la materia puede reproducir con precisión tanto las posiciones como las velocidades de las galaxias observadas a nuestro alrededor. En otras palabras, el modelo de computadora recrea con éxito los mismos patrones que los astrónomos ven en el universo real.
Creando un Gemelo Virtual de Nuestro Entorno Cósmico
Para construir su modelo, los científicos comenzaron con las condiciones del universo temprano. Utilizaron mediciones del fondo cósmico de microondas para estimar cómo se distribuía la materia poco después del Big Bang. Una computadora potente luego hizo evolucionar este universo temprano en el tiempo, produciendo finalmente un sistema que coincide con el Grupo Local actual.
Las simulaciones resultantes replican las masas, ubicaciones y movimientos de la Vía Láctea y Andrómeda, así como las posiciones y velocidades de 31 galaxias justo fuera del Grupo Local. Debido a que el modelo se asemeja tanto a nuestro entorno, los investigadores lo describen como un «gemelo virtual» de nuestro entorno cósmico.
Cuando el modelo incluye la distribución plana de la materia, las galaxias circundantes se alejan de nosotros a velocidades similares a las observadas en realidad. A pesar de la atracción gravitatoria del Grupo Local, las galaxias dentro del plano están influenciadas por la masa adicional distribuida a lo largo de ese mismo plano. Esta masa distante contrarresta la gravedad del Grupo Local. Mientras tanto, las regiones fuera del plano contienen muy pocas galaxias, lo que explica por qué no vemos objetos cayendo hacia nosotros desde esas direcciones.
Un Rompecabezas de Larga Data Finalmente Explicado
Según el investigador principal Ewoud Wempe, el estudio representa el primer intento detallado de determinar la distribución y el movimiento de la materia oscura en el área alrededor de la Vía Láctea y Andrómeda. «Estamos explorando todas las posibles configuraciones locales del universo temprano que podrían conducir al Grupo Local. Es genial que ahora tengamos un modelo que es consistente con el modelo cosmológico actual, por un lado, y con la dinámica de nuestro entorno local, por el otro.»
La astrónoma Amina Helmi también dio la bienvenida a los hallazgos, señalando que el problema ha desafiado a los investigadores durante décadas. «Me entusiasma ver que, basándonos únicamente en los movimientos de las galaxias, podemos determinar una distribución de masa que corresponda a las posiciones de las galaxias dentro y justo fuera del Grupo Local.»
