Según un nuevo estudio, el universo se está expandiendo 9% más rápido de lo que los científicos esperaban. Y puede requerirse una nueva física para entender por qué.
Aunque los científicos han sugerido durante años que esta tasa de expansión más rápida era cierta, las nuevas mediciones recopiladas por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA ayudaron a confirmarlo.
La tasa de expansión está reñida con la trayectoria del universo poco después del Big Bang, hace más de 13.000 millones de años. Esa trayectoria fue medida por el satélite Planck de la Agencia Espacial Europea. El satélite fue capaz de cartografiar un resplandor posterior de 380.000 años después del Big Bang, llamado Fondo de Microondas Cósmico, que permite una predicción de la evolución del universo.
Los científicos pensaron que la diferencia era una casualidad. Los datos del Hubble hacen que eso sea menos probable, puesto que tiene una probabilidad de 1 en 100.000.
Sabemos que el universo se está expandiendo constantemente a medida que crece el espacio entre las galaxias, pero los científicos han estado en una búsqueda para determinar la tasa real durante décadas.
El estudio ha sido aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal.
“La tensión del Hubble entre el universo temprano y el más tardío puede ser el desarrollo más emocionante en la Cosmología en décadas”, dijo Adam Riess, autor del estudio, profesor distinguido de Física y Astronomía en la Universidad Johns Hopkins y galardonado con el Premio Nobel. “Este desajuste ha ido creciendo y ahora ha llegado a un punto que es realmente imposible de descartar como una casualidad. Esta disparidad no podría ocurrir de manera plausible”.
Riess lidera un proyecto llamado SH0ES, un equipo que trabajó en esta investigación.
Para recopilar estos nuevos datos, Hubble midió la luz de 70 estrellas en una galaxia vecina, la Gran Nube de Magallanes, que se encuentra a 162.000 años luz de distancia. Las estrellas pulsantes tienen tasas predecibles de brillo y atenuación, y esto puede usarse para medir distancias entre galaxias. Las estrellas son conocidas como variables Cefeidas.
Estas mediciones ayudan a calcular la constante de Hubble, la tasa de expansión del Universo a lo largo del tiempo, así como a fortalecer la escala de distancia cósmica, que puede determinar la distancia en el Universo.
La escala de distancia cósmica se basa en estrellas de diferentes galaxias como marcadores de hito entre las galaxias.
Pero medir estrellas puede llevar tiempo, y el Hubble solo tiene una oportunidad de medir cada estrella durante cada órbita de 90 minutos alrededor de la Tierra.
Los investigadores decidieron usar el Hubble como una cámara más para apuntar y disparar mirando grupos de estrellas usando un nuevo método llamado Drift And Shift, o DASH.
Los datos del equipo de Hubble se combinaron con un conjunto de datos de la colaboración del Proyecto Araucaria entre astrónomos de Chile, Estados Unidos y Europa. Las medidas colectivas revelaron el verdadero brillo de las estrellas Cefeidas.
Esta constante de Hubble sigue siendo diferente de la trayectoria esperada.
“Esto no es solo dos experimentos en desacuerdo”, dijo Riess. “Estamos midiendo algo fundamentalmente diferente. Una es una medida de qué tan rápido se está expandiendo el universo hoy, tal como lo vemos. La otra es una predicción basada en la física del universo primitivo y en las mediciones de cuán rápido debe expandirse”. “Si estos valores no concuerdan, existe una gran probabilidad de que nos falte algo en el modelo cosmológico que conecta las dos eras”.
Actualmente, no hay explicación para la discrepancia, pero los científicos han sugerido escenarios que involucran materia oscura invisible o energía oscura. Es posible que se necesiten nuevas teorías, y nueva física, para comprender qué ayudó exactamente a dar forma al universo.
El equipo de SH0ES continuará trabajando en la constante de Hubble para reducir la incertidumbre sobre la discrepancia al 1%; ahora está en 1,9%, gracias al estudio más reciente.
“Anteriormente, los teóricos me decían: ‘No puede ser. Se va a romper todo’. Ahora están diciendo, ‘en realidad podríamos hacer esto’ ‘, dijo Riess.
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