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El Universo se está expandiendo a un 9% más rápido de lo esperado


Las mediciones actuales de la tasa de expansión no coinciden con la tasa esperada a la que se debería estar expandiendo el Universo en función de cómo apareció poco después del Big Bang hace más de 13 mil millones de años.

Utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA, los astrónomos han reducido significativamente las posibilidades de que esta discrepancia sea una casualidad.

Precedentes
La inconsistencia se encuentra entre las mediciones del Telescopio Espacial Hubble de la tasa de expansión del Universo actual y la tasa de expansión medida por el satélite Planck de la ESA, que observa las condiciones del Universo temprano, solo 380,000 años después del Big Bang.

En teoria, si sabemos la tasa de expansión del universo temprano, automáticamente tendríamos que saber la tasa de expansión del universo actual. Las dos mediciones no coinciden.

Durante años, los astrónomos han asumido que esta discrepancia desaparecería debido a una causalidad instrumental o de observación. Al mejorar las técnicas de medición y la tecnología, los astrónomos pensaban que las discrepancias se reducirían. En cambio, a medida que los astrónomos del Telescopio Espacial Hubble continúan "apretando los pernos" para alcanzar una mayor precisión de sus medidas, los valores discordantes permanecen obstinadamente en desacuerdo.

Nueva evidencia
Los últimos datos del Telescopio Espacial Hubble reducen la posibilidad de que la discrepancia sea solo una casualidad instrumental de 1 en 100,000. Esto es una ganancia significativa en comparación con una estimación anterior, hace menos de un año, de una posibilidad de 1 en 3,000.

Estas mediciones más precisas refuerzan la idea de que se necesita una nueva física para explicar el desajuste.

"La tensión del Hubble entre el Universo temprano y el Universo más tardío puede ser el desarrollo más emocionante de la cosmología en décadas", dijo el Premio Nobel y el líder del proyecto, el Profesor Adam Riess, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial y la Universidad Johns Hopkins.

Nuevos resultados
La nueva estimación para la Constante de Hubble es de 46 millas (74.03 km) por segundo por megaparsec. Esto significa que por cada 3.3 millones de años luz más lejos, una galaxia es de nosotros, parece que se está moviendo a 46 millas por segundo más rápido, como resultado de la expansión del Universo.

Estos números indican que el Universo se está expandiendo a una tasa aproximadamente de un 9% más rápido que la establecida anteriormente por las observaciones del satélite Planck sobre el Universo temprano, que dan un valor para la Constante de Hubble de 41.6 millas (67 km) por segundo por megaparsec.

“Este desajuste ha ido creciendo y ahora ha llegado a un punto que es realmente imposible de descargar y clasificar como una casualidad. Esta disparidad no puede ocurrir plausiblemente por casualidad", dijo el profesor Riess.

El estudio
El equipo analizó la luz de 70 estrellas variables Cefeidas en una galaxia satélite vecina conocida como la Gran Nube de Magallanes, que se encuentra a 162,000 años luz de distancia.

Debido a que estas estrellas brillan y se atenúan a tasas predecibles, y los períodos de estas variaciones nos proporcionan su luminosidad y, por lo tanto, la distancia, los astrónomos las utilizan como hitos cósmicos. Son puntos de referencia confiable en el espacio.

El profesor Riess y sus colegas utilizaron una técnica de observación eficiente que utiliza el Telescopio Espacial Hubble como una cámara de "apuntar y disparar" para tomar imágenes rápidas de las estrellas brillantes. Esto les ahorra tiempo al no tener que anclan el telescopio sobre estrellas guía para observar cada estrella de forma individual.

Los resultados se combinaron con las observaciones realizadas por el Proyecto Araucaria, una colaboración entre astrónomos de Europa, Chile y Estados Unidos, para medir la distancia exacta a la Gran Nube de Magallanes observando la atenuación de la luz a medida que una estrella pasa frente a su estrella compañera en un sistema de estrellas binarias.

"Anteriormente, los teóricos me decían: 'No puede ser. Se va a romper todo. Ahora están diciendo, 'en realidad podríamos hacer esto'... ", dijo el profesor Riess.

Conclusiones
Se han propuesto varios escenarios para explicar la discrepancia, pero aún no hay una respuesta concluyente. Una forma invisible de materia llamada Materia Oscura puede interactuar más fuertemente con la materia normal de lo que pensaban los astrónomos. O quizás la Energía Oscura, una forma desconocida de energía que impregna el espacio, es responsable de acelerar la expansión del Universo.

Aunque los astrónomos no tienen una respuesta a esta desconcertante disparidad, pretenden seguir utilizando el telescopio espacial Hubble para reducir la incertidumbre en su medida de la Constante de Hubble, que esperan reducir al 1%.

Referencia del documento científico:
W. D’Arcy Kenworthy et al. 2019. La perspectiva local sobre la Tensión de Hubble: la estructura local no afecta la medición de la Constante de Hubble. The Astrophysical Journal, Volumen 875, número 2, Publicado el 24 de abril de 2019; doi: 10.3847 / 1538-4357 / ab0ebf

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