El universo lleva en constante expansión desde el estallido del Big Bang, hace unos 13,7 mil millones de años. Para medir la velocidad a la que se produce esa expansión, los investigadores usan la Constante de Hubble. Sin embargo, los astrofísicos emplean dos maneras distintas de medir esa constante que arrojan resultados diferentes. Algunos se fijan en objetos relativamente cercanos a la Tierra para determinar a qué velocidad se alejan de nuestro planeta, lo que se llama escala de distancias cósmicas. Con ella han determinado que el universo se expande a una velocidad de 73 kilómetros por segundo por millón de parsecs (km/s/Mpc). Otros utilizan las observaciones del fondo cósmico de microondas —la luz residual del petardazo del Big Bang— y obtienen una velocidad de unos 67 km/s/Mpc. Superar esta dualidad podría llegar pronto. El telescopio espacial James Webb realizará dentro de unos meses una medición con su instrumento Hope y el Observatorio Vera Rubin de Chile, que se pondrá en marcha el año que viene, permitirá encontrar un mayor número de este tipo de supernovas.
Sabemos que el universo está en constante expansión, pero los científicos no son capaces de ponerse de acuerdo para determinar la velocidad a la que lo hace. Ahora, un equipo de investigadores ha aplicado un nuevo método para realizar estas mediciones que usa la luz de la explosión de una estrella lejana y sus resultados van a echar más leña al fuego de esta polémica.
El universo lleva en constante expansión desde el estallido del Big Bang, hace unos 13,7 mil millones de años. Para medir la velocidad a la que se produce esa expansión, los investigadores usan la Constante de Hubble. Sin embargo, los astrofísicos emplean dos maneras distintas de medir esa constante que arrojan resultados diferentes.
Algunos se fijan en objetos relativamente cercanos a la Tierra para determinar a qué velocidad se alejan de nuestro planeta, lo que se llama escala de distancias cósmicas. Con ella han determinado que el universo se expande a una velocidad de 73 kilómetros por segundo por millón de parsecs (km/s/Mpc). Otros utilizan las observaciones del fondo cósmico de microondas —la luz residual del petardazo del Big Bang— y obtienen una velocidad de unos 67 km/s/Mpc.
Esta discrepancia entre los datos que se obtienen con ambos métodos se conoce como la tensión de Hubble. Y puede deberse tanto a errores en el sistema de medición como a que todavía nos queda mucho por conocer sobre los mecanismos del cosmos.
Ahora, un equipo de investigadores, liderado por Patrick Kelly, profesor de astrofísica de la Universidad de Minnesota, ha empleado un nuevo método para medir la constante de Hubble que ha dado un número distinto —aunque similar al que se obtiene al observar el universo lejano—, 66,6 km/s/Mpc con una incertidumbre del 7 por ciento, menor que en otras observaciones similares.
Cómo funciona
El equipo se ha basado en el trabajo del astrofísico noruego Sjur Refsdal, que en 1964 sugirió que otra manera de medir la constante de Hubble es observando la luz de las supernovas, el último paso de la evolución de las estrellas que acaba en un potente y luminoso estallido.
Refsdal sugiere que si la luz de la explosión en su camino hacia la Tierra pasa cerca de un objeto masivo —como un cúmulo de galaxias— queda queda afectada por su agarre gravitacional y se curva y se deforma, provocando la aparición de distintas imágenes del objeto. Algo similar a lo que ocurre cuando miramos en el fondo de un vaso de agua. Esto se conoce como lentes gravitacionales.
Algunas de esas trayectorias de la luz serán más largas y otras más cortas, con lo que una única supernova aparecería varias veces en posiciones ligeramente desplazadas en el cielo. Ese retraso entre cada aparición correspondería a la distancia total recorrida por su luz, por lo que combinando estos retrasos con el conocimiento de la velocidad a la que la supernova se alejaba de nosotros se obtendría un valor de la constante de Hubble.
En 2014 se produjo este mismo fenómeno que describe Refsdal, y Kelly y su equipo estaban ahí para observarlo. Una supernova de este tipo tuvo lugar a unos 14.000 millones de años luz de la Tierra y los investigadores utilizaron el método de lente gravitacional para predecir correctamente la llegada de su imagen, casi un año después. Ahora, el equipo ha utilizado esos datos para medir la velocidad de expansión del universo.
«Esto es diferente a todo lo que se ha hecho antes», afirma Kelly. «Si el valor de la constante de Hubble resulta ser 73 como las mediciones locales indicarían en este momento, entonces tiene que haber algo mal en nuestra comprensión de las lentes de los cúmulos de galaxias y estos modelos se utilizan de forma rutinaria para estudiar el universo lejano».
Cerca de obtener una explicación
Los investigadores ya están trabajando para obtener nuevas mediciones con este método. Si el valor de 66,6 km/s/Mpc se mantiene, nos obligaría a repensar nuestras teorías sobre la naturaleza de la misteriosa materia oscura, esa materia invisible que supone el 85% de toda la materia del universo, así como el llamado modelo estándar de la cosmología.
Ese momento podría llegar pronto. El telescopio espacial James Webb realizará dentro de unos meses una medición con su instrumento Hope y el Observatorio Vera Rubin de Chile, que se pondrá en marcha el año que viene, permitirá encontrar un mayor número de este tipo de supernovas.
«Encontraremos muchas más», afirma Kelly. «Si todas ellas favorecen un valor más bajo de la constante de Hubble, eso reforzaría el desacuerdo. Esperemos poder averiguar dónde está el problema».
Fuente: https://www.elconfidencial.com
