El Modelo Estándar de Cosmología postula que el universo primitivo debería ser relativamente homogéneo con poca estructura a gran escala. Sin embargo, el descubrimiento de dos estructuras cósmicas masivas, el Arco Gigante y el Gran Anillo desafía todo esto.

Un equipo dirigido por la astrónoma Alexia López de la Universidad de Central Lancashire podría provocar una reevaluación significativa de nuestra comprensión del cosmos. Los resultados fueron presentados en la reunión anual de la Sociedad Astronómica Estadounidense.

Estructuras gigantescas

El Arco Gigante, un gran patrón de galaxias; y el Gran Anillo, un enorme círculo de galaxias, existen cerca de la constelación de Boötes. Sorprendentemente, están ubicados a la misma distancia de la Tierra y aparecieron en el mismo momento cósmico, cuando el universo tenía la mitad de su edad actual. 

Su proximidad en el cielo, sólo 12 grados de diferencia, sugiere que podrían ser parte de un sistema cosmológico aún más grande. La identificación de dos estructuras ultragrandes extraordinarias en una configuración tan cercana plantea la posibilidad de que juntas formen un sistema cosmológico aún más extraordinario.

Estas estructuras están compuestas de galaxias tan tenues que normalmente son invisibles. Sin embargo, su presencia fue revelada por la luz de cuásares distantes que atraviesa estas galaxias. 

Esta luz es parcialmente absorbida por la materia, incluido un ion de magnesio conocido como Mg-II. Esto le permitió al equipo detectar y mapear las galaxias en tres dimensiones utilizando datos del Sloan Digital Sky Survey. Este mapeo reveló la existencia del Arco Gigante y el Gran Anillo, ubicados a 9 200 millones de años luz de distancia.

Oscilación Acústica Bariónica

El tamaño de estas estructuras plantea un desafío importante para el modelo estándar de cosmología. Según este modelo, las estructuras del universo en aquella época no deberían superar los 1 200 millones de años luz de diámetro. 

Sin embargo, tanto el Arco como el Anillo superan con creces este límite. El análisis estadístico indica que la existencia del Gran Anillo es muy significativa y supera el umbral de 5 Sigma que normalmente se requiere para los descubrimientos científicos.

Una posible explicación para estas grandes estructuras es la Oscilación Acústica Bariónica (BAO). Este es un fenómeno del universo temprano donde las ondas de sonido y presión, influenciadas por interacciones gravitacionales, formaron «burbujas» de materia a gran escala. Aunque BAO es consistente con el modelo estándar, generalmente da como resultado estructuras esféricas, a diferencia del Gran Anillo bidimensional.

Posibles explicaciones 

López propone dos explicaciones alternativas. La primera tiene que ver con las cuerdas cósmicas, defectos topológicos unidimensionales que podrían haber influido la estructura del universo primitivo. 

La segunda es el modelo de Cosmología Cíclica Conforme (CCC) propuesto por Roger Penrose, que postula que el universo sufre ciclos interminables de big bangs. En CCC, un universo expandido y vacío puede convertirse en la próxima singularidad, creando potencialmente estructuras gigantes como el Gran Anillo y el Arco Gigante.

Estas teorías, aunque intrigantes, aún no han reemplazado al modelo estándar de cosmología, que sigue siendo la explicación más completa para nuestras observaciones del universo. 

Sin embargo, la existencia del Arco Gigante y el Gran Anillo resalta las limitaciones y lagunas del Modelo Estándar. Esto sugiere que podría ser necesario mejorarlo o incluso sustituirlo en el futuro.