CARLOS HÉRNANDEZ: 'LANIAKEA ESTÀ SENT ATRETA GRAVITATÒRIAMENT, CAIENT CAP AL MATEIX POZO DE POTENCIAL GRAVITATORI: EL GRAN ATRACTOR'

10/11/2016

L’expert del Centre d’Estudis de Física del Cosmos d’Aragó (Terol) participa hui en el cicle 'Astronomia en la Ciutat de les Arts i les Ciències' 
CARLOS HÉRNANDEZ: 'LANIAKEA ESTÀ SENT ATRETA GRAVITATÒRIAMENT, CAIENT CAP AL MATEIX POZO DE POTENCIAL GRAVITATORI: EL GRAN ATRACTOR'

 

De la 'sopa còsmica inicial' als supercúmuls, de l’aparició dels primers 'grums' en este sopa que van donar origen a les estreles i mini-galaxias fins a la immensitat de Laniakea... el nostre racó de l’Univers, on està la La Via Làctia junt amb centenars de milers de galàxies. I totes elles es dirigixen cap al Gran Atractor. El doctor Carlos Hernández,  del Centro d’Estudis de Física del Cosmos d’Aragó (Terol), ens conta esta història apassionant, i també com l’equip que dirigix va detectar per primera vegada la matèria 'amagada' al voltant de les galàxies. Caracteritzar amb gran precisió l’estructura a gran escala de l’univers és el seu pròxim repte científic.   

La meua filla de 9 anys em va preguntar ahir com es van formar els planetes 'i tota la resta'...Le vaig parlar del Big Bang com si fóra una espècie de globus unflant-se i expandint-se, vaig ben encaminada? què va ser el Big Bang? 

Sí, jo diria que vas ben encaminada. El que sabem és que l’univers s’expandix actualment, perquè veiem que les galàxies s’allunyen unes d’altres, i més ràpid com més lluny estan entre si. Efectivament això recorda a dos formigues en la superfície d’un globus que s’està unflant: a mesura que unflem el globus, les formigues s’allunyen unes d’altres. Doncs bé, mirant al cel veiem que a les galàxies els passa el mateix: s’allunyen unes d’altres, de manera que deduïm l’espai en què es troben s’està "unflant" igualment ... 

Ara bé, això vol dir que, si l’espai porta unflant-se un temps considerable, llavors en el passat l’univers hauria d’haver sigut més "compacte": les galàxies degueren d’haver estat molt més prop (entre si) del que estan ara. I si anem encara més cap arrere en el temps, arribem al punt de la Gran Explosió o el "Big Bang". Al mirar el cel trobem proves que efectivament l’univers una vegada va ser increïblement dens, "xicotet" i calent.
 

La seua següent pregunta va ser i què va passar llavors? Parlem dels primers instants Com era l’univers primitiu?

Imagina’t tota la matèria que veuen els teus ulls (o que et pots imaginar) comprimida en el volum de, diguem, el cap d’un agulla de cap. Difícil imaginar-se’l, no? Bé, perquè com deia abans hi ha indicis molt convincents de que efectivament va ser així: en l’univers, al principi, els components fonamentals de la matèria estaven en una "sopa" d’una densitat i temperatura inimaginables. A mesura que l’univers s’expandia, eixa sopa se va anar refredant a poc a poc, i en ella es van formar sobretot àtoms d’hidrogen i heli, que hui els trobem en abundància en la Naturalesa (per exemple, en el Sol). 
 

Què és l’edat fosca de l’univers?
Després de formar-se l’hidrogen i heli d’eixa "sopa còsmica inicial", l’univers era molt avorrit. Només hidrogen i heli (més un tipus estrany de matèria que no coneixem bé i que cridem "matèria fosca"), i poquet més. No havien nascut encara les primeres estreles, i per tant no hi havia llum visible (tal com la coneixem nosaltres). Per això cridem eixa fase de l’univers com "edat fosca": l’època cosmològica que discorre entre la formació de l’àtom d’hidrogen i el naixement de les primeres estreles.
 
Com es van formar les galàxies i 'tota la resta'? 
Perquè tot va partir d’eixa sopa d’hidrogen, heli i matèria fosca. Com deia, era una "sopa" avorrida, sense quasi grums ni "entropessons", en la que cada regió de l’espai s’assemblava enormement a qualsevol altra. Els grums o zones on la densitat era major que la mitjana només contenien un xicotet percentatge de matèria més que les altres regions. No obstant això, tals grums van ser amb el temps atraient gravitatòriament a més i més matèria, acretándola, de manera que a poc a poc els grums es van fer més massius. Va arribar un moment en què eixos grums van formar les primeres estreles i les primeres "mini-galaxias", que amb el transcurs del temps van ser atraient a més matèria, creixent en grandària i en massa total, i generant l’estructura de l’univers a gran escala que veiem hui en dia.
 

Laniakea... D’on sorgix este terme i a què es referix?
Laniakea ve del llenguatge hawaiano, i significa "cel incommensurable". En realitat no és més que el nom que un investigador de la Universitat d’Hawaii, el Professor Brent Tully, dió, junt amb els seus col·laboradors, al supercúmul de galàxies local a què pertany la nostra galàxia, la Via Làctia. I què és un supercúmul de galàxies?, em preguntaràs ...  No és més que una regió de l’univers que està sent atreta gravitatòriament, o que està caient cap al mateix pou de potencial gravitatori. En el nostre cas, totes les galàxies, grups i cúmuls de galàxies del nostre veïnat estan caient cap a un punt d’atracció gravitatòria (causat per una aglomeració de grups i cúmuls de galàxies) cridat el "Gran Atractor", que està a uns 250 milions d’anys llum de nosaltres.
 

L’equip d’investigadors que dirigix va detectar per primera vegada la matèria 'amagada' al voltant de les galàxies què és eixa matèria perduda? Com van aconseguir detectar-la? 
Eixa "matèria amagada" no és més que núvols d’hidrogen ionitzat majoritàriament, d’alta temperatura però molt difuses, de molt poca densitat, que rodegen i emboliquen a les galàxies i als grups de galàxies. Sabíem que eixos núvols de gas "tenien" que estar ací, però abans no havien pogut ser descobertes per que al ser una sopa molt diluïda (una altra sopa!) d’electrons i protons solts, que no forma estreles ni emet llum, és molt difícil detectar-la.
 
Nosaltres aconseguim detectar-la usant la radiació de Fons Còsmic de Microones: esta radiació inunda tot l’univers visible i es va generar quan l’univers era molt jove. Estudiant la radiació que ens arriba de les posicions del cel on estan els grups de galàxies, veiem que esta ha patit una xicoteta distorsió que no trobem quan mirem a altres zones de cel on no estan eixos grups de galàxies. Eixa xicoteta distorsió (que s’anomena efecte Sunyaev-Zeldovich cinètic) està causada pel xoc entre els electrons dels núvols de gas amb les partícules de radiació del Fons Còsmic de Microones. Si no haguera núvols d’electrons rodejant eixos grups de galàxies, no haguérem d’haver detectat tal distorsió (que per cert, és xicoteta, molt xicoteta) .  Només a causa de la gran precisió de les mesures de la radiació de Fons Còsmic proporcionats pel satèl·lit Planck hem pogut detectar-la.
 

En què centren la seua investigació en estos moments? 
Ara mateix em concentre en la preparació del cartografiat de l’univers que estem preparant des de l’Observatori Astrofísico de Javalambre, a la província de Terol. Este cartografiat, que s’anomena J-PAS de l’anglés" JavalambrePhysics of the Accelerating Universe Astrophysical Survey " ) preténcaracteritzar, amb una precisió sense precedents l’estructuraa gran escala de l’univers, i amb això afrontar els principals problemes de la Cosmologia i Astrofísica actuals :per què s’ha accelerat l’expansió de l’Univers? Univers? què podem aprendre d’eixa misteriosa energia fosca que causa esta acceleració en l’expansió de l’univers? com es mouen les galàxies davall l’atracció gravitatòria? funciona la teoria de la Gravitació d’Einstein quan l’examinem a escales cosmològiques ? com i quan es formen les galàxies? com evolucionen al llarg de la història de l’Univers? què podem aprendre de la matèria fosca? i dels neutrins? ... i un llarg etcètera ... ;-)

Foto cedida per