Hace casi un siglo, el astrónomo Edwin Hubble descubrió que casi todas las galaxias se están alejando de la Vía Láctea. Esta observación se convirtió en una piedra angular de la cosmología moderna porque proporcionó evidencia clave de que el universo se está expandiendo y que comenzó con el Big Bang. Sin embargo, incluso durante la era de Hubble, los astrónomos sabían que el patrón no era universal. Una excepción notable es nuestra galaxia vecina Andrómeda, que se mueve hacia la Vía Láctea a aproximadamente 100 kilómetros por segundo.
Durante unos cincuenta años, los científicos han estado desconcertados por otro misterio relacionado. La mayoría de las galaxias grandes cercanas a la nuestra, aparte de Andrómeda, parecen alejarse de nosotros en lugar de ser atraídas hacia adentro por la gravedad. Esto parece sorprendente porque 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 gravitacional notable.
Una sábana cósmica gigante alrededor del grupo local
Un equipo de investigación internacional dirigido por el doctorado Ewoud Wempe del Instituto Kapteyn en Groningen cree haber encontrado la explicación. Utilizando simulaciones informáticas avanzadas, los investigadores descubrieron que la materia que rodea al Grupo Local está dispuesta en una estructura amplia y aplanada que se extiende por decenas de millones de años luz. Esta estructura incluye no sólo la 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 informático recrea con éxito los mismos patrones que los astrónomos ven en el universo real.
Creando un gemelo virtual de nuestro vecindario cósmico
Para construir su modelo, los científicos partieron de condiciones del universo primitivo. Utilizaron mediciones del fondo cósmico de microondas para estimar cómo se distribuyó la materia poco después del Big Bang. Luego, una poderosa computadora evolucionó este universo primitivo hacia adelante en el tiempo, produciendo eventualmente 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 fuera del Grupo Local. Debido a que el modelo se parece 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 realmente observadas. A pesar de la atracción gravitacional del Grupo Local, las galaxias dentro del plano están influenciadas por masa adicional esparcida por 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 antiguo enigma 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 configuraciones locales posibles del universo primitivo que, en última instancia, podrían conducir al Grupo Local. Es fantástico que ahora tengamos un modelo que sea coherente con el modelo cosmológico actual, por un lado, y con la dinámica de nuestro entorno local, por el otro».
La astrónoma Amina Helmi también celebró los hallazgos y señaló que el problema ha desafiado a los investigadores durante décadas. «Estoy emocionado de ver que, basándonos exclusivamente en los movimientos de las galaxias, podemos determinar una distribución de masa que corresponde a las posiciones de las galaxias dentro y fuera del Grupo Local».
