El esquema muestra los tres pasos usados por Riess para calcular la tasa de expansión del Universo con una precisión sin precedentes - NASA, ESA, A. Feild (STScI), and A. Riess (STScI/JHU)
El Nobel Adam Riess encuentra para la constante de Hubble un valor superior al esperado
Un equipo de astrónomos de la NASA, utilizando el telescopio espacial Hubble, acaba de descubrir que el Universo se está expandiendo más deprisa de lo que se pensaba. En concreto, entre un 5 y un 9% más rápido de lo esperado. En palabras del premio Nobel Adam Riess, que ha dirigido la investigación, "Este sorprendente hallazgo puede darnos pistas importantes para comprender esas misteriosas partes del Universo, que suman el 95% del total y que no emiten luz, como la energía oscura, la materia oscura y la radiación oscura". El trabajo se publicará proximamente en The Astrophysical Journal.
El equipo liderado por Riess logró hacer este descubrimiento estudiando la tasa de expansión del Universo con un detalle sin precedentes, y con un margen de error de apenas el 2,4%. Los investigadores refinaron las mediciones tras desarrollar nuevas técnicas capaces de aumentar la precisión con que se miden las distancias a las que se encuentran las galaxias más lejanas.
Para empezar, el equipo de Riess seleccionó galaxias que contuvieran tanto estrellas Cefeidas como supernovas del tipo 1A. Las Cefeidas emiten pulsaciones a ritmos regulares que se corresponden con sus brillos reales y que pueden ser comparados con sus brillos aparentes, tal y como se ven desde la Tierra, para determinar con precisión sus distancias. Las supernovas del tipo 1A, por su parte, son explosiones de estrellas que estallan con el mismo brillo y son lo suficientemente luminosas como para ser vistas desde distancias considerables.
De esta forma, midiendo 2.400 Cefeidas en 19 galaxias diferentes y comparando los brillos observados en ambos tipos de estrellas, los investigadores pudieron calcular con gran precisión la distancia a la que se encuentran cerca de 300 supernovas del tipo 1A en galaxias lejanas.
Después, los astrónomos compararon las distancias obtenidas con la tasa de expansión del espacio, medida gracias al "estiramiento" de los rayos de luz de las galaxias en recesión. Con estos dos valores en la mano, los científicos pudieron calcular lo rápido que el Universo se expande con el tiempo, esto es, asignar un nuevo valor a la constante de Hubble.
Las galaxias, cada vez más lejos
La constante de Hubble "mejorada" por Riess y su equipo establece que el Universo se expande a una velocidad de 73,2 km/s por megaparsec (un megaparsec equivale a 3,26 años luz). Y este nuevo valor implica que las distancias entre los objetos cósmicos se multiplicarán por dos dentro de 9.800 millones de años.
Esta "recalibración" de la constante de Hubble, sin embargo, presenta un problema, ya que no se ajusta exactamente a la velocidad de expansión predicha para el Universo a partir de su trayectoria observada poco después del Big Bang. Las medidas del resplandor del Big Bang realizadas por el satélite WMAP, de la NASA, y Planck, de la Agencia Espacial Europea predicen, en efecto, que la constante de Hubble debería de ser un 5% y un 9% más pequeña, respectivamente.
"Si conociéramos la cantidad de materia inicial del Universo -afirma Riess- así como la cantdad de energía oscura y materia oscura, y además manejáramos la Física correcta, entonces podríamos partir de medidas tomadas poco después del Big Bang y usarlas para entender y predecir lo rápido que el Universo se expande en la actualidad. Sin enbargo, si hay discrepancias como las que hemos encontrado, da la impresión de que hay algo que no hemos entendido bien, y eso cambia el valor que la constante de Hubble debería tener hoy en día".
Comparar las tasas de expansión del universo medidas por WMAP, Planck y el Hubble es, explica Riess, "como construir un puente". En la orilla de enfrente estarían las observaciones del fondo de microondas cósmicas del universo temprano (realizadas por WMAP y Planck), y en nuestro lado tendríamos las mediciones realizadas por el equipo de Riess utilizando el Hubble. "Partes de las dos orillas -añade Riess- y lo que esperas es, si tus cálculos son correctos, encontrarte con la otra mitad del puente en el centro. Pero los dos extremos no se han unido en el centro, y queremos saber por qué".
Existen algunas posibles explicaciones para esta "excesiva" velocidad del Universo detectada por Riess y su equipo. Una posibilidad es que la energía oscura, de la que se sabe que está acelerando la expansión del Universo, esté empujando a las galaxias a alejarse unas de otras con una fuerza creciente y cada vez mayor. Otra posibilidad es que el Universo contuviera al principio de su existencia una nueva partícula subatómica que viajara casi a la velocidad de la luz. Tales partículas hiperveloces se conocen como "radiación oscura", e incluyen a partículas ya conocidas, como los neutrinos. Más cantidad de energía de la prevista, aportada por esa radiación oscura adicional podría estar arruinando los mejores esfuerzos de los científicos por calcular la tasa de expansión actual.
Por otra parte, el aumernto en la aceleración también podría significar que la materia oscura posee algunas características extrañas e inesperadas. Después de todo, la materia oscura es la "columna vertebral" del Universo, sobre la que las galaxias se forman y construyen las estructuras a gran escala que son observables en la actualidad.
Por último, este Universo tan rápido podría estar diciendo a los astrónomos que la teoriía de la gravedad de Einstein está incompleta. "Sabemos muy poco sobre las partes oscuras del Universo -afirma Lucas Macri, coautor de la investigación- y todas ellas son importantes para poder medir la forma en que empujan y tiran del espacio a lo largo de la historia cósmica".
La discrepancia en el valor de la tasa de expansión calculada por Riess es, pues, todo un problema científico de gran magnitud. Pero para resolverlo no habrá más remedio que esperar a que nuestro conocimiento sobre el "Universo oscuro" aumente.
FUENTE: ABC.ES
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