¿Qué tan rápido se está expandiendo el universo? Es complicado, muestra el Hubble
El Telescopio Espacial Hubble puede ser más conocido por el público por las bellas imágenes del espacio que captura, pero es más famoso entre los astrónomos por producir visiones innovadoras sobre la expansión del universo. Antes de que se lanzara el telescopio, los científicos sabían que el universo se estaba expandiendo, pero no sabían qué tan rápido ocurría esta expansión. Los hallazgos del Hubble en la década de 1990 fijaron esta cifra con precisión por primera vez.
La tasa de expansión del universo se denomina constante de Hubble (nombrada, como el telescopio, por el astrónomo Edwin Hubble, quien encontró la primera prueba de la expansión del universo en las décadas de 1920 y 1930), y es uno de los números más importantes en cosmología. Esta constante es importante para comprender cómo ha evolucionado el universo y determinar qué edad tiene el universo, ya que la expansión se remonta al big bang. Antes del lanzamiento del telescopio espacial Hubble, los científicos estimaron la edad del universo entre 8 mil millones y 20 mil millones de años. Gracias a los datos del Hubble, esta cifra se ha refinado a una edad mucho más precisa de 13.800 millones de años.
Sin embargo, eso no significa que el trabajo esté hecho. En la década de 2000, la estimación de la constante de Hubble era bastante precisa, a 72 kilómetros por segundo por megaparsec, pero tenía un error de más o menos 8. Desde entonces, esta cifra se ha perfeccionado cada vez más, con un hallazgo reciente de 74,03 en 2019 .
Sin embargo, hay una torcedura en esta explicación. La tasa de expansión medida por Hubble y otros telescopios no concuerda con la tasa predicha por los datos de las primeras etapas del universo. Entonces, los investigadores usaron datos del Hubble en un proyecto llamado SHOES que usó estrellas variables llamadas Cefeidas y supernovas de Tipo Ia como marcadores de millas para medir distancias, con el fin de obtener la medición más precisa hasta el momento de la constante de Hubble.
“Esto es para lo que se construyó el Telescopio Espacial Hubble, utilizando las mejores técnicas que conocemos para hacerlo. Esta es probablemente la obra magna del Hubble, porque se necesitarían otros 30 años de vida del Hubble para incluso duplicar este tamaño de muestra”, dijo Adam Riess, autor principal del estudio, en un comunicado . "Estás obteniendo la medida más precisa de la tasa de expansión del universo a partir del patrón oro de los telescopios y los marcadores de millas cósmicas".
El equipo de Riess analizó 42 explosiones de supernova, que actúan como marcadores de distancia, y pudo afinar una cifra de 73,04 para la constante de Hubble, con una incertidumbre de solo 1,04. Eso es ocho veces más preciso de lo que se esperaba que Hubble pudiera producir cuando se lanzó.
Sin embargo, incluso con esta precisión, todavía hay una discrepancia entre este número y el predicho por los datos del universo primitivo, que se mide observando el fondo cósmico de microondas. Estos resultados predicen que la constante de Hubble debería estar alrededor de 67.
Entonces, el misterio permanece, y los astrónomos no tienen una explicación de por qué estos números difieren. La discrepancia podría apuntar a un tipo completamente nuevo de física que aún tenemos que aprender.
Por ahora, sin embargo, el número de la constante de Hubble medido al observar el universo de hoy es tan preciso como es probable que sea.
“La constante de Hubble es un número muy especial”, dijo la cosmóloga Licia Verde en el comunicado. “Se puede usar para enhebrar una aguja desde el pasado hasta el presente para una prueba de extremo a extremo de nuestra comprensión del universo. Esto requirió una cantidad fenomenal de trabajo detallado”.
La investigación se publicará en The Astrophysical Journal.