La red c¨®smica: de creernos el centro del universo a saber que habitamos en un gigantesco agujero

Supongamos que nos podemos ir de casa, y alejarnos no un poco, sino m¨¢s all¨¢ de los confines de nuestro sistema solar, mucho m¨¢s all¨¢. Dejemos atr¨¢s el brazo de Ori¨®n, esa parte de la estructura en espiral de nuestra galaxia que tenemos m¨¢s cerca. Seguimos viajando y abandonamos ahora la estructura de miles de millones de estrellas que giran en torno a un punto cercano a Sagitario A*, el monstruoso agujero negro que habita en coraz¨®n de la V¨ªa L¨¢ctea.

Si nos distanciamos lo suficiente para que toda esa estructura se convierta en un punto, ?hacia d¨®nde ir¨ªamos desde ah¨ª en busca de otras galaxias? ?Encontrar¨ªamos algo igual de cerca independientemente de la direcci¨®n en la que viajemos? La respuesta simple es no.

Determinar cu¨¢l es la estructura a gran escala del universo es una de las preguntas fundamentales en cosmolog¨ªa. Conocemos por mapas de cielo que, por cierto, cada vez nos resulta m¨¢s dif¨ªcil construir por efecto de la contaminaci¨®n lum¨ªnica, que la materia del universo en las escalas m¨¢s grandes se organiza en intrincados patrones geom¨¦tricos en forma de telara?a. S¨ª, he dicho telara?a. No es uniforme ni es aleatoria, tiene forma de red, lo que conocemos como red c¨®smica.

La materia del Universo en las escalas m¨¢s grandes se organiza en intrincados patrones geom¨¦tricos en forma de telara?a, una red c¨®smica

Nuestra galaxia, por ejemplo, est¨¢ ligada gravitatoriamente a una estructura m¨¢s grande conocida como el Grupo Local que a su vez est¨¢ inmersa en el Superc¨²mulo Local, que no es otra cosa que una acumulaci¨®n de m¨¢s de cien grupos individuales y c¨²mulos de galaxias. El universo a gran escala no es homog¨¦neo, tiene estructura, grandes paredes, filamentos, nodos y sobre todo grandes vac¨ªos. La V¨ªa L¨¢ctea se encuentra en uno de ellos, el m¨¢s grande, el conocido como KBC (por las siglas de los astr¨®nomos que lo descubrieron Keenan, Barger y Cowie). KBC se refiere a la vecindad de la V¨ªa L¨¢ctea, cuya densidad media de materia es considerablemente menor que la media del universo observable, tiene un di¨¢metro de unos 2.000 millones de a?os luz e incluso aparece en el Guinness de los r¨¦cords. Habitamos en ese vac¨ªo cuasi-esf¨¦rico.

Gracias a los grandes mapeados del cielo hemos observado que la materia del cosmos se concentra en patrones geom¨¦tricos con jerarqu¨ªa de diferentes estructuras. Por un lado, est¨¢n las burbujas, en su intersecci¨®n es donde vemos lo que llamamos las paredes, y en la intersecci¨®n de las paredes se forman los bordes conocidos como filamentos, con cada estructura descrita bajamos una dimensi¨®n. Los filamentos quiz¨¢s son los m¨¢s obvios a primera vista, son elongados e interseccionan en los nodos de la red c¨®smica. Los nodos son los lugares donde se concentra la mayor parte de la materia.

Pero en esta red sobre todo hay huecos, donde casi no hay galaxias, inmensas burbujas vac¨ªas. Los vac¨ªos tienen di¨¢metros t¨ªpicos de entre 30 y 300 millones de a?os-luz. La mayor parte del volumen c¨®smico resulta estar vac¨ªo.

Es en los sitios donde se cruzan dos o m¨¢s filamentos grandes, donde la densidad de materia llega a ser tan alta que pueden formarse c¨²mulos masivos de galaxias, que contienen cientos o miles de galaxias. Los c¨²mulos de galaxias, que son los objetos gravitatoriamente ligados m¨¢s grandes y masivos del universo, representan los ¡°nodos¡± de alta densidad de la red c¨®smica. A lo largo de los filamentos, que pueden alcanzar longitudes de varios cientos de millones de a?os-luz, los c¨²mulos acumulan materia nueva, lo que significa que a¨²n est¨¢n creciendo, acretando material. La mayor¨ªa de las galaxias del universo se encuentran en peque?os grupos, como el Grupo Local, situado en un filamento que conecta el c¨²mulo de Fornax con el c¨²mulo de galaxias de Virgo.

En la red c¨®smica, sobre todo hay inmensas burbujas vac¨ªas de entre 30 y 300 millones de a?os-luz. La mayor parte del volumen c¨®smico resulta vac¨ªo

El estudio de la red c¨®smica permite, por ejemplo, entender c¨®mo las galaxias obtienen su masa. La formaci¨®n de galaxias no es isotr¨®pica, sino que tiene direcciones preferenciales que vienen marcadas por la existencia de estructura en la red c¨®smica. Si dos galaxias van a fundirse en general no lo van a hacer desde cualquier direcci¨®n, sino que la probabilidad es que lo hagan en la direcci¨®n de los filamentos de esta red. La red conecta, por tanto, diferentes escalas, la estructura de tama?os de unos 300.000 a?os-luz con tama?os dos ¨®rdenes de magnitud m¨¢s grandes.

El insoportable peso de la gravedad dado un conjunto de condiciones iniciales se encarga de construir con el tiempo el intrincado patr¨®n geom¨¦trico en forma de telara?a en el que est¨¢ distribuida la materia del universo. Partiendo de unas simples condiciones iniciales, que conocemos gracias a los mapas del fondo c¨®smico de microondas es posible reproducir, con la simple asistencia de las leyes de la f¨ªsica como crecen estas estructuras c¨®smicas.

Las semillas ya estaban plantadas en el universo primitivo, esas fluctuaciones aleatorias que presenta el universo en pa?ales que hemos medido gracias a sat¨¦lites como COBE o PLANCK. Todo est¨¢ escrito, parece ser, en esas condiciones iniciales.

Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de un ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La secci¨®n la integran Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez, investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa.

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