Los científicos anunciaron recientemente que han confirmado la "superestructura cósmica más grande y medida de manera más confiable" en el universo observable. Este gigante, tejido por galaxias, cúmulos de galaxias y materia oscura, se llama "Quipu". Su escala es tan grande que se extiende alrededor de 1.400 millones de años luz a lo largo del espacio cósmico, batiendo oficialmente el récord de la estructura más grande del universo conocido.

La investigación fue dirigida por el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre y el Instituto Max Planck de Física de Alemania, y se completó en colaboración con científicos de España y Sudáfrica. Analizando el mapa de distribución de cúmulos de galaxias en el cielo dibujado por el satélite de rayos X ROSAT, gradualmente fijaron y reconstruyeron la distribución tridimensional de esta superestructura.

El líder del proyecto, Hans Berlinger, señaló que si se observa la distribución de los cúmulos de galaxias en una región de capa esférica situada entre 416 y 826 millones de años luz de la Tierra, resultará particularmente llamativa una enorme estructura que se extiende desde las altas latitudes del cielo del norte hasta cerca del borde del cielo del sur. Este es Quipu.

Esta estructura está compuesta por 68 enormes cúmulos de galaxias, con una masa total de aproximadamente 2×10¹⁷ masas solares. Su longitud supera los 400 megaparsecs (aproximadamente 1,4 mil millones de años luz) y su volumen supera significativamente la anteriormente famosa "Gran Muralla Sloan" (aproximadamente 1,1 mil millones de años luz).

Este descubrimiento es inseparable del trabajo básico del satélite ROSAT. Como primer satélite en completar un estudio de rayos X de todo el cielo, ROSAT ha escaneado todo el cielo con un telescopio de rayos X de alta resolución desde 1990, registrando la radiación de alta energía emitida por el gas caliente entre los cúmulos de galaxias y estableciendo un catálogo detallado de cúmulos de galaxias para los científicos.

A medida que los principales observatorios continuaron midiendo las distancias de estos cúmulos de galaxias en las décadas siguientes, el equipo de investigación pudo construir un mapa de distribución tridimensional de la materia más preciso. Fue en ese "mapa cósmico" donde se identificó a Quipu como la superestructura más grande conocida hasta ahora a mil millones de años luz de la Tierra.

El artículo de investigación enfatiza que para determinar con precisión parámetros cosmológicos clave, como la tasa de expansión, la densidad de la materia y la geometría del universo, se debe considerar plenamente el impacto de las estructuras locales a gran escala en los datos de observación.

Estos efectos incluyen modificaciones sutiles de la radiación cósmica de fondo de microondas por campos gravitacionales a gran escala, curvatura de las trayectorias de la luz a través de lentes gravitacionales y cambios en las mediciones constantes del Hubble causados ​​por el "flujo general" causado por la distribución de materia a gran escala, el último de los cuales puede ser producido por enormes concentraciones de masa de hasta 250 megaparsecs de separación.

En el último trabajo, el equipo realizó la primera evaluación sistemática de estructuras a gran escala en todo el cielo en el rango de 130 a 250 megaparsecs. Entre las cinco superestructuras más importantes seleccionadas, Quipu ocupó el primer lugar tanto en longitud como en masa.

Las investigaciones muestran que este tipo de superestructuras no son un "caso especial" extremadamente raro: albergan aproximadamente el 45% de los cúmulos de galaxias, el 30% de las galaxias y aproximadamente una cuarta parte de la materia, pero sólo ocupan aproximadamente el 13% del volumen del universo. Son un componente extremadamente importante de la estructura a gran escala del universo.

Las observaciones también muestran que la densidad espacial de las galaxias cercanas a estas superestructuras es significativamente mayor que en el entorno de cúmulos de galaxias aislados, lo que sugiere que las redes gravitacionales a gran escala tienen una influencia importante en la formación y evolución de las galaxias.

Al mismo tiempo, las simulaciones numéricas basadas en el actual modelo cosmológico Λ-CDM (Lambda materia oscura fría) también dieron una estructura a gran escala similar a Quipu, proporcionando apoyo teórico para esta observación, demostrando que este descubrimiento es altamente consistente con el marco cosmológico estándar.

Los científicos señalan que una estructura material tan enorme debería dejar rastros del llamado "efecto Sachs-Whorf integrado" en el fondo cósmico de microondas, que es el cambio sutil en la energía de los fotones a medida que pasan a través de un pozo de potencial gravitacional que evoluciona con el tiempo.

El equipo de investigación buscó esta señal en los datos del satélite Planck y, de hecho, encontró señales que coincidían con la intensidad esperada por la teoría. Sin embargo, la significancia estadística no fue suficiente para descartar completamente la posibilidad de fluctuaciones aleatorias, por lo que aún es necesaria una verificación posterior de los datos más precisa.

Jon, que participó en la investigación, subrayó que, aunque estas correcciones sólo produzcan una desviación de unos pocos puntos porcentuales en la superficie, a medida que la precisión de las observaciones cosmológicas siga mejorando, serán cada vez más críticas en el futuro, en relación con nuestra fina caracterización de la naturaleza general del universo.

En otras palabras, para comprender el universo con un nivel de precisión de "un pequeño porcentaje", ya no se puede ignorar simplemente la existencia y distribución de superestructuras a gran escala.

El nombre "Quipu" proviene del sistema de nudos utilizado por la civilización Inca para registrar información: "Nudo", porque la forma de la superestructura en el espacio se asemeja a una fibra principal con hilos ramificados.

El nombre también rinde homenaje al Observatorio Europeo Austral en Chile, donde se completaron muchas mediciones de distancias clave, y los artefactos de cuerdas anudadas incas exhibidos en el museo local también construyen, hasta cierto punto, un puente histórico y cultural para este descubrimiento cósmico.

Los investigadores señalaron que este descubrimiento no sólo nos proporciona una nueva "regla" para mapear la distribución de la materia en el universo, sino que también proporciona un campo experimental único para probar modelos cosmológicos y estudiar la formación y evolución de galaxias en diferentes entornos.

Superestructuras como Quipu muestran que la "red cósmica" más grande del universo no sólo es un escenario de fondo, sino que también tiene un impacto sustancial en las mediciones cósmicas más sofisticadas de la humanidad en la actualidad, moldeando así nuestra comprensión del destino y el origen del universo.