Un equipo internacional de astrónomos logró medir con una precisión sin precedentes la cantidad de helio que se formó durante los primeros cinco minutos después del Big Bang. El hallazgo, publicado en cinco artículos de The Astrophysical Journal, reduce la incertidumbre de esta medición fundamental a solo 0,5%, es decir, tres veces más precisa que las estimaciones anteriores.
La investigación se basó en 130 horas de observaciones realizadas con el Large Binocular Telescope, uno de los telescopios más potentes del mundo. En lugar de analizar una gran cantidad de galaxias y extrapolar los resultados, los científicos seleccionaron 15 galaxias pequeñas, remotas y excepcionalmente prístinas. Estos objetos funcionan como cápsulas del tiempo cósmicas, porque han experimentado poca evolución química y conservan pistas sobre la composición original del Universo.
El helio es una de las piezas clave para comprender la nucleosíntesis primordial, el proceso mediante el cual se formaron los elementos ligeros en el Universo temprano. Según la teoría del Big Bang, el cosmos comenzó a expandirse desde un estado extremadamente caliente y denso hace unos 13.800 millones de años. Durante sus primeros minutos, las condiciones permitieron la creación de helio y deuterio, elementos cuya abundancia actual permite reconstruir lo que ocurrió en esa etapa.
Para alcanzar el nuevo nivel de exactitud, el equipo utilizó espectrógrafos MODS desarrollados en la Universidad Estatal de Ohio. Los instrumentos analizaron simultáneamente más de 10 líneas espectrales de helio y 15 de hidrógeno. Al estudiar estas señales en conjunto, los investigadores pudieron identificar y corregir errores sutiles que las mediciones previas solían pasar por alto.
El resultado no solo perfecciona el conocimiento sobre la química temprana del cosmos. También ofrece una prueba más rigurosa del Modelo Estándar de la física, ya que la cantidad de helio primordial depende de las condiciones existentes justo después del Big Bang, incluida la presencia y el comportamiento de partículas elementales como los neutrinos.
Con la nueva medición, los astrónomos pudieron calcular con mayor precisión el número de familias de neutrinos presentes en el Universo primitivo. Los neutrinos son partículas subatómicas extremadamente ligeras y difíciles de detectar, pero su influencia fue determinante en la evolución de los primeros minutos cósmicos.
Evan Skillman, profesor distinguido de la Universidad de Minnesota y uno de los responsables del proyecto, describió el avance como un experimento de física a gran escala y uno de los hallazgos más importantes de su carrera de 40 años. La colaboración incluyó a investigadores de instituciones de Estados Unidos, México y Canadá, entre ellas la Universidad Nacional Autónoma de México y TRIUMF.
El estudio demuestra que observar galaxias muy antiguas con instrumentos de alta precisión puede convertir el cielo profundo en un laboratorio para poner a prueba las leyes fundamentales de la naturaleza.
