Dependiendo de dónde miremos, el universo se está expandiendo a diferentes velocidades. Ahora, científicos que utilizan los telescopios espaciales James Webb y Hubble han confirmado que esta observación no se debe a un error de medición y que realmente no sabemos lo qué está sucediendo.
Este problema, conocido como la «Tensión de Hubble», tiene el potencial de alterar o incluso trastornar por completo la cosmología. En 2019, las mediciones del telescopio espacial Hubble confirmaron que el enigma era real; en 2023, mediciones aún más precisas del Webb afianzaron la discrepancia.
Ahora, una verificación triple realizada por ambos telescopios trabajando juntos parece haber descartado definitivamente la posibilidad de cualquier error de medición. El estudio, publicado en Letters de The Astrophysical Journal, sugiere que puede haber algo seriamente erróneo en nuestra comprensión del universo.
«Con los errores de medición descartados, lo que queda es la posibilidad real y emocionante de que hayamos malinterpretado el universo», dijo Adam Riess, autor principal del estudio y profesor de física y astronomía en la Universidad Johns Hopkins.
Riess, Saul Perlmutter y Brian P. Schmidt ganaron el Premio Nobel de Física en 2011 por su descubrimiento en 1998 de la energía oscura, la misteriosa fuerza detrás de la expansión acelerada del universo.
Constante de Hubble
Actualmente, existen dos métodos «de referencia» para descubrir la constante de Hubble, un valor que describe la velocidad de expansión del universo. El primero implica examinar las pequeñas fluctuaciones en el fondo cósmico de microondas (CMB) —una reliquia antigua de la primera luz del universo producida justo 380.000 años después del Big Bang—.
Entre 2009 y 2013, los astrónomos cartografiaron este «ruido» de microondas utilizando el satélite Planck de la Agencia Espacial Europea para inferir una constante de Hubble de aproximadamente 67 kilómetros por segundo por megapársec (km/s/Mpc).
El segundo enfoque emplea estrellas pulsantes conocidas como variables Cefeidas. Estas estrellas, en su fase de declive, experimentan variaciones en sus capas externas de gas helio, las cuales se expanden y contraen al absorber y liberar radiación estelar, dando lugar a un titileo periódico similar al de faros distantes. A medida que aumentan su luminosidad, su ritmo de pulsación disminuye, proporcionando a los astrónomos una forma de medir su brillo absoluto. Al contrastar este brillo con su luminosidad observada, los científicos pueden establecer una «escalera cósmica de distancias», permitiéndoles adentrarse cada vez más en el pasado del universo. Esta escalera les proporciona un valor preciso de la expansión cósmica basado en cómo la luz de las Cefeidas se ha estirado —o cambiado al rojo—.
Pero aquí es donde comienza el misterio. Según las mediciones de las variables Cefeidas tomadas por Riess y sus colegas, la velocidad de expansión del universo es de alrededor de 74 km/s/Mpc: un valor imposiblemente alto en comparación con las mediciones de Planck.
La cosmología en territorio desconocido
«Inicialmente, algunos científicos pensaron que la disparidad podría ser el resultado de un error de medición causado por la mezcla de Cefeidas con otras estrellas en la apertura de Hubble. Pero en 2023, los investigadores utilizaron el más preciso Webb para confirmar que, para los primeros “peldaños” de la escalera cósmica, sus mediciones de Hubble estaban correctas. Sin embargo, la posibilidad de aglomeraciones más atrás en el pasado del universo aún permanecía.
Para resolver este problema, Riess y sus colegas se basaron en sus mediciones anteriores, observando 1000 estrellas Cefeidas más en cinco galaxias anfitrionas tan remotas como 130 millones de años luz de la Tierra. Después de comparar sus datos con los de Hubble, los astrónomos confirmaron sus mediciones anteriores de la constante de Hubble.
«Ahora hemos abarcado todo el rango de lo que observó Hubble, y podemos descartar con mucha confianza un error de medición como la causa de la Tensión de Hubble», dijo Riess. «Combinar Webb y Hubble nos brinda lo mejor de ambos mundos. Descubrimos que las mediciones de Hubble siguen siendo confiables a medida que ascendemos más alto en la escalera cósmica de distancias».
En otras palabras: la tensión en el corazón de la cosmología está aquí para quedarse… y el misterio continúa.
Fuente: Webb/LiveSci. Edición: MP.
El telescopio Webb confirma que hay algo erróneo en nuestra comprensión del universo