El modelo estándar de cómo se formaron las galaxias en el universo primitivo predijo que el Telescopio Espacial James Webb (JWST) detectaría señales débiles de galaxias jóvenes y antiguas. Pero los datos no respaldan la hipótesis popular de que la materia oscura oculta ayudó a que las primeras estrellas y galaxias se agruparan.
En cambio, las galaxias más antiguas son más grandes y más brillantes, lo que coincide con una teoría alternativa de la gravedad, según una nueva investigación de la Universidad Case Western Reserve publicada el martes 12 de noviembre. La revista astrofísica. Los resultados desafían la comprensión de los astrónomos sobre el universo primitivo.
“No es lo que predice la teoría de la materia oscura”, dijo Stacey McGough, astrofísica de Case Western Reserve, cuyo artículo describe la formación de estructuras en el universo temprano.
La gravedad alterada, más que la materia oscura, puede haber influido en esto, dijo McGough, profesor y director de astronomía en Case Western Reserve. Una teoría llamada MOND, por Dinámica Newtoniana Modificada, predijo en 1998 que la estructura en el universo temprano se habría formado muy rápidamente, mucho más rápido de lo que se predijo la materia oscura fría, llamada lambda-CDM.
JWST fue diseñado para responder las preguntas más importantes del universo, como cómo y cuándo se formaron las estrellas y las galaxias. Hasta su lanzamiento en 2021, ningún telescopio había podido verlo tan profundamente en el universo y tan atrás en el tiempo.
Lambda-CDM predice que las galaxias se forman por la acumulación gradual de materia desde estructuras más pequeñas a más grandes, debido a la gravedad adicional proporcionada por la masa de materia oscura.
“Los astrofísicos inventaron la materia oscura para explicar cómo se pasa de un universo temprano muy fluido a las galaxias masivas con mucho espacio vacío en el medio que vemos hoy”, dijo McGough.
Los fragmentos más pequeños continuaron acumulándose en estructuras cada vez más grandes hasta que se formaron las galaxias. JWST debería poder ver estos pequeños progenitores galácticos como luces tenues.
“La expectativa era que cada gran galaxia que vemos en el universo cercano habría comenzado a partir de estos pequeños fragmentos”, dijo.
Pero incluso con un corrimiento al rojo cada vez mayor (observando la evolución del universo cada vez más temprano), las señales son más grandes y más brillantes de lo esperado.
MOND predice que la masa que forma las galaxias se acumula rápidamente e inicialmente se expande hacia afuera junto con el resto del universo. La fuerte fuerza de gravedad se desacelera, luego se invierte, se expande y el material colapsa sobre sí mismo para formar una galaxia. En esta teoría, no existe materia oscura en absoluto.
Las estructuras grandes y brillantes del universo vistas por JWST fueron predichas por MOND hace un cuarto de siglo, dijo McGough. Es coautor del artículo con el ex investigador postdoctoral de Case Western Reserve, Federico Lelli, ahora en INAF (Observatorio Astrofísico Arcetri en Italia), y el ex estudiante graduado Jay Frank. El cuarto autor es James Shombert de la Universidad de Oregon.
“La conclusión es: ‘Te lo dije'”, dijo McGaugh. “Me educaron para pensar que era de mala educación decir eso, pero ese es el objetivo del método científico: hacer predicciones y luego comprobar cuáles son ciertas”. Encontrar una teoría compatible tanto con MOND como con la Relatividad General sigue siendo un gran desafío, añadió.
