Hace mucho que los científicos intentan explicar el origen de una región cósmica misteriosa, grande y anormalmente fría. Y en 2015, estuvieron muy cerca de desentrañarla cuando un estudio demostró que era un “supervacío”, donde la densidad de las galaxias era muy inferior al resto del universo. No obstante, otros estudios no han logrado replicar el resultado.

Pero ahora, una nueva investigación de la Universidad de Durham, presentada para publicación en la revistaMonthly Notices of the Royal Astronomical Society, sugiere que la teoría del supervacío no es defendible. Y lo interesante es que plantea una posibilidad muy descabellada: que el punto frío podría ser evidencia de la colisión con un universo paralelo. Sin embargo, antes de emocionarnos, demos un vistazo a las probabilidades reales.

Ese punto frío puede apreciarse en mapas del “fondo cósmico de microondas” (CMB, por sus siglas en inglés), que consiste de las radiaciones que dejó el nacimiento del universo. CMB es como una fotografía del aspecto del universo cuando tenía 380,000 años de edad y una temperatura de 2,700 grados centígrados. Lo que encontramos es un medio muy uniforme con desviaciones de temperatura de menos de una parte en 10,000; y esas desviaciones pueden justificarse bastante bien con los modelos que explican cómo fue que el universo candente evolucionó hasta la edad de 380,000 años.

Sin embargo, el punto frío es más difícil de esclarecer. Se trata de una región cósmica de unos cinco grados de diámetro, y que es más fría por una parte en 18,000. Esto es esperable en ciertas áreas que cubren aproximadamente un grado, pero no cinco grados. En escalas tan grandes, CMB debería ser mucho más uniforme.

CMB en una observación del satélite Planck. ESA Y THE PLANCK COLLABORATION

El poder de los datos galácticos

Entonces, ¿qué lo causó? Hay dos posibilidades principales. Una es que pudiera haberlo ocasionado un supervacío por el cual viajó la luz. Pero también puede tratarse de una auténtica región fría del universo primitivo. Los autores de la nueva investigación intentaron determinar esto comparando datos nuevos de las galaxias que rodean el punto frío con datos de una región diferente del cielo. Los datos nuevos se obtuvieron con el Telescopio Anglo-Australiano y los otros, con el estudio de GAMA.

El estudio de GAMA, y otras investigaciones parecidas, toman los “espectros” de miles de galaxias. Los espectros son imágenes de la luz de una galaxia que se extienden dependiendo de sus longitudes de onda. Esto crea un patrón de líneas que emiten los distintos elementos de la galaxia. Cuanto más lejos se encuentra la galaxia, mayor es la expansión del universo que cambia estas líneas, para que aparezcan a mayores longitudes de onda de lo que aparecerían en la Tierra.

Por consiguiente, este “desplazamiento hacia el rojo” (redshift, en inglés) confiere mayor distancia a la galaxia. Los espectros, aunados a las posiciones en el cielo, nos brindan mapas tridimensionales de las distribuciones de las galaxias.

No obstante, los investigadores concluyeron que, simplemente, no hay un vacío de galaxias suficientemente grande para explicar el punto frío; es decir, no hay algo particularmente especial en la distribución de las galaxias frente al punto frío respecto de otros lugares.

De modo que, si el punto frío no se debe a un supervacío, entonces debe haber una región fría auténticamente grande de la cual provino la luz CMB. Pero ¿cuál podría ser? Una de las explicaciones más exóticas es que hubo una colisión de universos en una etapa muy temprana.

Interpretación controversial

La idea de que vivimos en un “multiverso”, compuesto de una cantidad infinita de universos paralelos, ha sido considerada una posibilidad desde hace mucho tiempo. Pero persiste el desacuerdo entre los físicos sobre si esto podría representar una realidad física o es meramente una peculiaridad matemática. Una consecuencia de teorías importantes como la mecánica cuántica, la teoría de las cuerdas y la inflación.

La mecánica cuántica establece la rareza de que cualquier partícula puede existir en “superposición”; es decir, puede estar presente en muchos estados distintos simultáneamente (digamos, diferentes lugares). Parece una aberración, pero esto se ha observado en laboratorios. Por ejemplo, los electrones pueden cruzar dos hendiduras al mismo tiempo, cuando no estamos observándolos; pero tan pronto como observamos cada hendidura para detectar esta conducta, la partícula elige solo una. Es por eso que en el famoso experimento imaginario “el gato de Schrödinger”, el animal puede estar vivo y muerto al mismo tiempo.

¿Cómo podemos vivir con implicaciones tan extrañas? Una manera de interpretar esto es optar por aceptar que todas las posibilidades son ciertas, pero que existen en universos distintos.

Así que, si hay un respaldo matemático para la existencia de los universos paralelos, ¿sería una locura creer que el punto frío es la huella del choque del universo? En realidad, es en extremo improbable.

No hay una razón particular por la que ahora veamos solo la huella del choque del universo. Por lo que sabemos hasta ahora sobre la formación del universo, parece poco probable que sea mucho más grande de lo que alcanzamos a observar. De modo que, aunque existan universos paralelos y hayamos chocado contra uno de ellos –algo de sí improbable-, las posibilidades de que pudiéramos ver la huella del choque en la parte del universo que podemos observar en el cielo son pasmosamente reducidas.

El artículo señala también que una región fría de ese tamaño solo podría ocurrir por casualidad en nuestro modelo cosmológico estándar, y tendría una probabilidad de 1 a 2 por ciento. Aunque eso también lo vuelve improbable, se basa en un modelo que ha sido probado y comprobado, de suerte que no podemos descartarlo todavía. Otra explicación posible estriba en las fluctuaciones naturales de la densidad de masa que dan origen a las fluctuaciones de temperatura en CMB. Sabemos que las fluctuaciones ocurren en todas las escalas, aunque tienden a ser cada vez más pequeñas conforme aumentan las escalas, lo que significa que quizás no podrían crear una región fría tan grande como el punto frío. Pero claro, esto simplemente podría significar que tenemos que replantear cómo se crean esas fluctuaciones.

Parece que el punto frío del universo seguirá siendo un misterio durante algún tiempo. Si bien muchas de las explicaciones propuestas parecen improbables, no hay que descartarlas como meras fantasías. Y aunque se requiera de tiempo para averiguarlo, debemos complacernos en lo mucho que ha avanzado la cosmología en los últimos 20 años. Ahora tenemos una teoría detallada que explica, en buena medida, los gloriosos mapas de temperatura de CMB, y la red cósmica de galaxias que se extiende a miles de millones de años luz.