La luz del cuásar J0744+2052 tardó casi 12 mil millones de años en llegarnos. En su camino atravesó nubes de hidrógeno que extrajeron de su arcoíris estrechas franjas oscuras, como un peine deja dientes frecuentes. Este patrón es lo que los astrónomos llaman el bosque Lyman-alfa. Pero en este peine tan apretado, un «diente» era notablemente más ancho que los demás. Precisamente él reveló el secreto del universo primitivo.
Hace aproximadamente 13 mil millones de años se encendieron las primeras estrellas. Su potente radiación inició la reionización, el proceso que volvió a ionizar el hidrógeno neutro. Alrededor de las estrellas crecieron burbujas gigantes de gas intergaláctico caliente y transparente. Las burbujas se expandían y chocaban, como muchos globos inflándose, generando ondas sonoras. Estas ondas alisaron la densidad del gas hasta un mismo tamaño, igual que las olas en la arena dejan una red de ondulaciones.
En el nuevo trabajo, los científicos analizaron los espectros de varios cuásares lejanos a diferentes corrimientos al rojo, es decir, a distintas distancias de nosotros. Aplicaron un modelo y extrajeron la escala característica de suavizado. A una distancia correspondiente a hace 12 mil millones de años, esta era de unos 31 kilopársecs, y más cerca de nosotros, de 34 kilopársecs. Para comparar: es aproximadamente el diámetro de la Vía Láctea.
Esta escala es una especie de diapasón para la historia del calentamiento del universo. No depende de otras suposiciones y permite calibrar con mucha precisión el análisis del bosque Lyman-alfa. Antes, el calentamiento se infería solo por el desenfoque general de los pequeños detalles, pero ahora podemos medir directamente la temperatura del gas. Y lo que es importante, este método ayuda a separar los efectos térmicos de la influencia de la materia oscura: las partículas ligeras de materia oscura también suavizan las irregularidades, pero a escalas diferentes.
Así, la luz que viajó durante 12 mil millones de años a través de la expansión del universo nos trajo el sonido de la mañana cósmica, y apenas hemos comenzado a escucharlo.
El modelo simple de burbujas como esferas en expansión uniforme coincidió con los datos con una precisión sorprendente. Tras la reionización, en un volumen cúbico con un lado de una decena de galaxias flotaban en promedio 11 de estas burbujas, expandiéndose a la velocidad del sonido.