Nuestro viaje hacia el Gran Atractor

La radiación de fondo del cosmos parece una cosa remota y teórica, de la cual sólo se habla cuando se la usa para apoyar la teoría de que el universo comenzó en una gran explosión, o big bang. Sin embargo, cuando sintonizamos un televisor con antena en un canal que no tiene señal, o a una hora en la que no se transmite programación (¿se acuerdan de la niña de Poltergeist?), una parte de los puntos que danzan en la pantalla, el llamado "ruido blanco", proviene de la radiación cósmica de fondo. El primer resultado del descubrimiento de esa radiación de fondo omnipresente en todo el cosmos fue, justamente, la afirmación de la teoría de que el universo comenzó con el big bang. El resultado más reciente —logrado gracias al avanzado instrumental que se ha montado en satélites— es que estamos avanzando por el espacio a una enorme velocidad, en dirección a un monstruo masivo al que se le llama Gran Atractor. Pero para comprender completamente la magnitud de esta cuestión es necesario hacer una breve recorrida por la historia.

Mapa del fondo cósmico que se usó para medir el movimiento del Grupo Local

El cosmólogo norteamericano George Gamow y sus compañeros Ralph Alpher y Robert Herman investigaron, desde 1948, la idea de que los elementos químicos se debían haber sintetizado en las reacciones termonucleares que se produjeron en la bola de fuego primigenia. La elevada temperatura del universo naciente debería haberse convertido en un campo de radiación térmica con una distribución única de intensidad respecto a la longitud de onda (algo conocido como la ley de radiación de Planck) que es función exclusiva de la temperatura. Al expandirse el universo, la temperatura tiene que haber descendido, porque la expansión produjo un corrimiento al rojo —una longitud de onda mayor, es decir, menor energía— en cada fotón, un fenómeno descubierto por el físico norteamericano Richard C. Tolman en 1934. Alpher y Herman estimaron que la temperatura actual de la radiación tiene que haber descendido a valores muy bajos, algo así como cinco grados por encima del cero absoluto (que es de 0° Kelvin, o –273° C).

El interés de la mayoría de los astrónomos en estos cálculos disminuyó cuando se hizo evidente que la mayor parte de la síntesis de los elementos más pesados que el helio tiene que haber ocurrido en el interior de las estrellas en lugar de en un tórrido big bang. Al principio de los 60 los físicos de la Universidad Princeton en New Jersey, y otros de la Unión Soviética, retomaron el problema y se dedicaron a construir un receptor de microondas que pudiera detectar, como lo describió el clérigo y cosmólogo belga Georges Lematre, "el desvanecido brillo del origen de los mundos."

El descubrimiento final de la radiación remanente de la primigenia bola de fuego se produjo, sin embargo, por accidente. Cuando realizaban pruebas relacionadas con el primer satélite Telstar de comunicaciones, dos técnicos, Arno Penzias y Robert Wilson, de los laboratorios de Bell Telephone de Holmdel, New Jersey, midieron un exceso de ruido radial que parecía venir de todo el cielo en una distribución completamente isotrópica. Cuando consultaron a Bernard Burke sobre este problema, el científico del Massachusetts Institute of Technology (MIT) en Boston se dio cuenta de que lo más probable era que Penzias y Wilson hubieran hallado la radiación cósmica de fondo que buscaban Robert H. Dicke, P. J. E. Peebles y sus colegas de Princeton. Cuando se pusieron en contacto, los dos grupos publicaron al mismo tiempo los artículos científicos que detallaban la predicción y el descubrimiento de un campo de radiación térmica universal con una temperatura de alrededor de 3° Kelvin.

Luego de esto, en 1989, las mediciones realizadas por el satélite Cosmic Background Explorer (COBE) han determinado con precisión que el espectro corresponde exactamente a las características de un cuerpo oscuro a una temperatura de 2,735° K.

El satélite COBE lleva a bordo instrumentos que permiten medir las pequeñas fluctuaciones de la intensidad de la radiación de fondo, no sólo en el sentido de la asimetría delantera-trasera sino también en direcciones angulares del cielo que corresponden a escalas de distancia de 109 años luz de amplitud.

Lo interesante es que el movimiento del satélite con respecto a la Tierra, la Tierra respecto al Sol, el Sol respecto a la galaxia y la galaxia a través del universo causa que la temperatura que se mide en dirección al movimiento sea levemente mayor, de alrededor de una parte en mil. La magnitud de este efecto —llamada anisotropía dipolar— permite que los astrónomos sepan que el llamado Grupo Local de galaxias se está moviendo a una velocidad de alrededor de 600 kilómetros por segundo en ángulo con la dirección del grupo de galaxias de Virgo. El movimiento no se mide en relación con las propias galaxias (el grupo de Virgo tiene una velocidad promedio de recesión de alrededor de 1.000 km/seg con respecto a la Vía Láctea) sino en relación con un marco de referencia en el que la radiación cósmica de microondas de fondo aparecería como un espectro de Planck perfecto, con una temperatura de radiación única.

El origen de la peculiar velocidad de 600 km/seg del Grupo Local presenta un interesante problema. Del total de la velocidad, un componente puede ser generado por la atracción gravitatoria que produce la masa del grupo de Virgo, que excede el promedio cosmológico. Pero ahora se cree, sin embargo, que la componente de atracción de Virgo es relativamente pequeña, en el mejor de los casos de 200 a 300 km/seg. Esto implica que existe un Gran Atractor, la masa más gigantesca que se conoce en el universo, que produce la contribución más importante al veloz movimiento de nuestro grupo. Este atractor está ubicado a una distancia de 108 millones de años luz y está conectado con el Supergrupo Local. Es una interpretación que sigue generando discusiones, debido a que gran parte de esta misteriosa agrupación está oculta detrás del plano de nuestra galaxia. De cualquier modo, es probable que esta llamativa y enorme velocidad generada en el Grupo Local de galaxias indique que en ese lugar hay un agregado de materia no visible, o oscura, que supera la masa de las galaxias observables en un factor de alrededor de diez: se lo ha llamado El Gran Atractor.

El Gran Atractor

La Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda son las estructuras dominantes de un conjunto de galaxias llamado Grupo Local. Este grupo es, a su vez, parte del vecindario exterior del supergrupo de Virgo.

Andrómeda, que está a alrededor de 2,2 millones de años luz de nuestra galaxia, se mueve en dirección a nosotros a una velocidad de 360.000 km por hora (100 km/seg).

Grupo Local

La única manera de explicar este desplazamiento de la galaxia vecina es que exista un tirón gravitatorio, aunque la masa de los objetos visibles no es tan grande como para ejercer semejante fuerza de atracción. Así que el movimiento sólo es posible si existiera algún cuerpo oculto —que no es posible ver—, con una masa de diez veces la de nuestra galaxia. Este objeto está atrayendo tanto a Andrómeda como a nosotros.

De todos modos, este oculto pozo gravitatorio no es el llamado Gran Atractor. Nuestro grupo local se mueve, además, hacia el centro del grupo de Virgo a 1,8 millones de kilómetros por hora, atraído por algo.

Grupo de Virgo

El grupo de Virgo está a 50 millones de años luz de la Tierra. En la imagen de la derecha se ve sólo la región central, que contiene dos galaxias elípticas gigantes, M84 y M86. La parte visible de este grupo parece ser sólo una pequeña parte de lo que debe haber allí. Sin embargo, el mismo grupo de Virgo, junto a otros grandes grupos similares, se mueve a una gran velocidad hacia una masa a la que se le ha llamado el Gran Atractor.

En base a las velocidades que han adquirido estos grupos de galaxias, la masa no visible, que deber ocupar, posiblemente, los huecos entre las galaxias y grupos de ellas, tiene que tener alrededor de diez veces la masa de la materia que se puede observar. Los cálculos indican que en el Gran Atractor se concentran algo así como 10¹⁶ masas solares. Estaría ubicado a unos 65 megaparsecs en la dirección de Centaurus (Centauro).

Información del Grupo Local

Información del Grupo Coma

Información del Grupo Hercules

Información del Gran Atractor

Supergrupos de galaxias

La estructura del universo

(Traducido, adaptado y ampliado por Eduardo J. Carletti de la NASA y otros sitios en Internet.)