El cielo radioeléctrico contará la historia de la energía oscura exprés
El universo se expande y las galaxias se separan como pasas en una masa que leva. Pero desde finales de los años 1990 sabemos que esa expansión se está acelerando. ¿Qué fuerza empuja a las galaxias cada vez más rápido? Es uno de los grandes enigmas de la física. La llamamos energía oscura, y constituye alrededor del 70% de todo el contenido del cosmos.
El radiotelescopio BINGO, en Brasil, buscará pistas en la distribución del hidrógeno, el elemento más abundante del universo. El hidrógeno emite ondas de radio de 21 centímetros de longitud, y por su corrimiento se puede deducir la distancia a las nubes de gas. Así, los científicos construirán un mapa tridimensional de la estructura a gran escala del universo: una gigantesca telaraña de galaxias y vacíos.
Los autores del nuevo trabajo simularon cómo verá BINGO esas oscilaciones, teniendo en cuenta las interferencias de nuestra galaxia y el ruido de los receptores. Resultó que los datos del telescopio, sumados a las mediciones del satélite Planck, reducen el margen de valores permitidos de los parámetros cosmológicos en aproximadamente un 60% en comparación con Planck solo. Es como si cambiáramos la cinta de sastre por un medidor láser: las mismas mediciones, pero con mucha más precisión.
Este enfoque permitirá no solo afinar los parámetros del universo, sino también rastrear cómo ha cambiado la cantidad de hidrógeno en los últimos miles de millones de años. Y, lo más importante, comprender mejor cómo se ha comportado la energía oscura: si ha sido constante, como la constante cosmológica de Einstein, o si sus propiedades han variado con el tiempo.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2601.10152
Context. Building on the transformative success of optical redshift surveys, the emerging technique of neutral hydrogen (HI) intensity mapping (IM) offers a novel probe of large-scale structure (LSS) growth and the late-time accelerated expansion of the universe. Aims. We present cosmological forecasts for the Baryon Acoustic Oscillations from Integrated Neutral Gas Observations (BINGO), a pioneering HI IM experiment, quantifying its potential to constrain the Planck-calibrated $$\Lambda$$CDM cosmology and extensions to the $$w_0w_a$$CDM dark energy model. Methods. For BINGO's Phase~1 configuration, we simulate the HI IM signal using a lognormal model and incorporate three dominant systematics: foreground residuals, thermal noise, and beam resolution effects. Using Bayesian inference, we derive joint constraints on six cosmological parameters ($$\Omega_b h^2$$, $$\Omega_c h^2$$, $$100\theta_s$$, $$n_s$$, $$\ln 10^{10} A_s$$, and $$\tau_r$$) alongside 60 HI parameters ($$b_{\rm HI}^i$$, $$\Omega_{\rm HI}^i b_{\rm HI}^i$$) across 30 frequency channels. Results. Our results demonstrate that combining BINGO with the Planck 2018 CMB dataset tightens the confidence regions of cosmological parameters to $$\sim$$40\% the size of those from Planck alone, significantly improving the precision of parameter estimation. Furthermore, BINGO constrains the redshift evolution of HI density and delivers competitive measurements of the dark energy equation of state parameters ($$w_0$$, $$w_a$$). Conclusions. These results demonstrate BINGO's potential to extract significant cosmological information from the HI distribution and provide constraints competitive with current and future cosmological surveys.
La longitud de onda de 21 centímetros es el "faro de radio" natural del hidrógeno. Incluso si una nube de gas está a miles de millones de años luz de nosotros, su señal puede captarse con una antena de radio ordinaria, siempre que sea lo bastante sensible.