Descubren una nueva forma de medir con precisión la expansión del Universo
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Una nueva opción para medir la constante de Hubble fue hallada por un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, Estados Unidos. Se basa en las «burbujas» creadas por la expansión del Universo primitivo y representa un logro significativo en la búsqueda de la misteriosa energía oscura que la impulsa.
Tras implementar el nuevo método de cálculo, resulta que el ritmo de expansión del Universo, conocido como la constante de Hubble, podría ser ralentizado a una velocidad de 67,97 kilómetros por segundo por megapársec, afirmaron los científicos al presentar el mapa tridimensional más grande y preciso de nuestro Universo hasta la fecha.
Cabe señalar que dos formas distintas de medir la constante de Hubble producen sistemáticamente dos rangos de resultados diferentes. Sin embargo, los resultados obtenidos por los investigadores tras haber utilizado el instrumento espectroscópico para la energía oscura, están muy cerca de descartar un error.
«Ningún experimento espectroscópico había tenido tantos datos antes, y seguimos recopilando datos de más de un millón de galaxias cada mes. (…) Es asombroso que con solo nuestro primer año de datos ya podamos medir la historia de la expansión de nuestro Universo en siete cortes diferentes del tiempo cósmico, cada uno con una precisión del 1 al 3 %», afirma la cosmóloga Nathalie Palanque-Delabrouille del Laboratorio de Berkeley.
La tensión de Hubble, posiblemente el mayor problema de la cosmología en estos momentos, surge de una discrepancia entre los resultados obtenidos utilizando herramientas conocidas como velas estándar y reglas estándar para medir la constante de Hubble.
Por un lado, las velas estándar corresponden a objetos de brillo intrínseco conocido. Si se sabe lo brillante que es un objeto, se puede calcular con gran precisión a qué distancia se encuentra. Así, las estrellas cefeidas variables y las supernovas de tipo Ia nos dan una constante de Hubble de unos 73 kilómetros por segundo por megapársec.
Por otro lado, las reglas estándar se basan en las señales del universo primitivo. Entre ellas se encuentran el fondo cósmico de microondas, luz que se propagó por primera vez por el Universo unos 380.000 años después del Big Bang, y unas burbujas en el espacio llamadas oscilaciones acústicas bariónicas. Estas dan una constante de Hubble de unos 67 kilómetros por segundo por megapársec.
En su estudio del Universo, el instrumento espectroscópico para la energía oscura se adentró 11.000 millones de años luz en el espacio-tiempo, midiendo oscilaciones acústicas bariónicas hasta donde pudo. Y combinados con las mediciones del fondo cósmico de microondas, los resultados estaban en el campo de las reglas empíricas estándar.
«Tendemos a encontrar valores en el rango de 67-68 kilómetros por segundo por megapársec, incluso cuando se varían las suposiciones sobre el muestreo de datos o la historia de la expansión cósmica», indica el físico Kyle Dawson de la Universidad de Utah.
«Esto deja dos posibles explicaciones para la tensión del Hubble: hay nueva física que debe tenerse en cuenta para calibrar adecuadamente la regla estándar sobre la física del universo primitivo, o hay algunas fuentes de error sistemático no contabilizadas adecuadamente», agregó.
Pero esta nueva medición es solo un paso, basado en los datos de un año, que ofrece una precisión superior a la que la anterior generación de experimentos tardó 10 años. Y revela algunas desviaciones sutiles del modelo de materia oscura fría lambda (LCDM) del Universo que se utiliza actualmente, que se basa en modelos específicos de energía oscura y materia oscura.
«Con esta precisión adicional, nos encontramos ahora en el régimen por el que hemos luchado durante 20 años: un régimen en el que podemos probar plenamente la naturaleza de la energía oscura», concluye Dawson.
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