El JWST (telescopio espacial James Webb) desafía la aceleración de la expansión del universo, apuntando a una posible característica nueva, y no a fallos en las mediciones de telescopios, para explicar su origen. Algo que ayudaría a entender por qué el universo se expande más rápidamente en el presente que durante su infancia.
El JWST desafía la aceleración de la expansión del universo y ayuda a entenderla mejor
Los datos recogidos por el telescopio James Webb confirman las mediciones del telescopio Hubble de distancias entre estrellas y galaxias cercanas. Esto ofrece una forma clave de cruzar datos e intentar entender la discrepancia entre las mediciones de la aceleración de la expansión del universo en función de qué técnica se utilice. Esa discrepancia se conoce como la tensión de Hubble y es algo que permanece sin explicación. Ni siquiera los mejores modelos cosmológicos son capaces de explicar por qué sucede esa discrepancia.
Ahora, en un nuevo estudio, un grupo de investigadores explica que los dos telescopios (Hubble y JWST) han permitido confirmar las mediciones realizadas por el otro. Por lo que la tensión de Hubble parece un problema muy serio. Es un desafío, pero también una gran oportunidad para entender mejor el universo, en palabras de Adam Riess, el autor principal del trabajo. Él y su equipo han utilizado la mayor muestra de datos del telescopio James Webb, recogidos durante sus dos primeros años en el espacio, para verificar la medición de Hubble.
Así, se puede comprobar si el ritmo de expansión del universo (algo llamado constante de Hubble) encaja. Han utilizado tres métodos distintos para medir distancias a galaxias que han albergado supernovas. Se han centrado en distancias que ya habían sido medidas por Hubble y han permitido producir las mediciones más precisas «a nivel local» de este valor. Las observaciones de ambos telescopios encajan muy bien, desvelando que las mediciones de Hubble son precisas. Esto permite descartar que la tensión se deba a un error en la medición del telescopio.
Un rompecabezas de difícil solución
A pesar de ello, la constante de Hubble sigue siendo un rompecabezas porque las mediciones, basadas en observaciones de telescopios del universo local, dan valores más altos que las proyecciones realizadas con la ayuda del modelo estándar. Este modelo explica cómo funciona el universo, y está calibrado con datos de la radiación de fondo de microondas. Con el modelo estándar, la constante de Hubble da un valor de en torno a 67 o 68 km/s/Mpc (kilómetros por segundo por megapársec, 3,26 millones de años-luz).
Las observaciones del universo local, con telescopios, dan valores de entre 70 y 76 km/s/Mpc, con una media de 73 km/s/Mpc. Esta discrepancia ha sido un rompecabezas desde hace décadas, porque una diferencia de 5-6 km/s/Mpc es demasiado grande como para poder explicarlo, simplemente, con fallos en las mediciones o las técnicas de observación. Los datos de James Webb descartan que haya grandes diferencias con las mediciones de Hubble. Por ello, la tensión de Hubble podría provenir de factores desconocidos o lagunas en la comprensión de la física.
El nuevo estudio cubre, aproximadamente, las dos terceras partes de la muestra de galaxias observadas por Hubble. A pesar de ser un conjunto de datos más pequeño (utilizando la galaxia NGC 4258 como punto de referencia), el equipo ha logrado una gran precisión, mostrando diferencias entre las mediciones inferiores a un 2%. Son valores mucho menores que la discrepancia de entre un 8 y un 9% de Hubble. En conjunto con otras mediciones (de algunas estrellas variables), los investigadores han obtenido un valor de 72,6 km/s/Mpc, casi idéntico al valor de 72,8 km/s/Mpc de Hubble.
El JWST desafía la discrepancia de la aceleración de la expansión del universo… ¿pero cómo?
El estudio incluye datos del telescopio JWST de dos grupos que trabajan, independientemente, para refinar la constante de Hubble. La combinación de esas mediciones supone la determinación más precisa sobre lo exactas que son las distancias medidas con el telescopio Hubble. En concreto, de las distancias medidas a variables Cefeidas, que son fundamentales para poder determinar el valor de la constante de Hubble. Aunque no nos afecta en nuestro día a día, la constante de Hubble permite comprender la evolución del universo a gran escala.
Es un valor importante para poder crear un mapa de la estructura del universo, profundizar en su conocimiento y entender cómo es, 13 800 millones de años después del Big Bang. También permite calcular otros aspectos fundamentales del universo. Por ello, resolver la tensión de Hubble podría desvelar nuevas pistas sobre otras discrepancias con el Modelo Estándar, que se han observado en los últimos años. Este modelo explica la evolución de galaxias, la radiación de fondo de microondas y las abundancias de elementos químicos en el cosmos.
También es esencial para otras observaciones basadas en las leyes de la física. Sin embargo, no es capaz de explicar por completo la naturaleza de la energía y la materia oscura. Dos componentes misteriosos que suponen, aproximadamente, el 95% del universo. En este sentido, los investigadores no apuntan a una explicación concreta, pero se han sugerido diferentes posibilidades en los últimos años, como propiedades concretas de la materia oscura, partículas exóticas o incluso condiciones específicas que solo existieron en la infancia del cosmos…
Estudio
El estudio es A. Riess, D. Scolnic, G. Anand et al.; «JWST Validates HST Distance Measurements: Selection of Supernova Subsample Explains Differences in JWST Estimates of Local H0». Puede consultarse en arXiv, en este enlace.
Referencias: Phys
