El problema de la aceleración de la expansión del universo sigue acentuándose. Un grupo de investigadores ha precisado la medición de la constante de Hubble utilizando las estrellas variables. Confirman que, realmente, hay dos valores diferentes para la aceleración de la expansión del universo…
El problema de la constante de Hubble, que mide la expansión del universo
Sabemos que, desde hace miles de millones de años, el universo se expande y que esa expansión está en aceleración. Al valor de esa aceleración se la denomina constante de Hubble. En teoría, debería haber un único valor. Las mediciones, sin embargo, siempre han dado dos valores diferentes. Ahora, un grupo de investigadores ha confirmado que existe una discrepancia entre los dos grandes métodos que se utilizan para medir a qué velocidad se expande el universo. Para ello, han recurrido a los datos de la popular sonda Gaia.
Los investigadores, del grupo de Candelas y distancias estándar, han estudiado las estrellas variables Cefeidas, que pulsan de una manera muy regular (variando su brillo). Proporcionan una forma muy precisa de medir distancias cósmicas. La medición expande otros métodos, como el que se apoya en las observaciones de supernovas de Tipo Ia. La luz de este tipo de supernovas es muy uniforme, hasta el punto de considerarse candelas estándar. Los investigadores han desarrollado un método para buscar Cefeidas en cúmulos estelares de cientos de estrellas.
Lo que analizan es si las estrellas se mueven conjuntamente por la Vía Láctea. Gracias a esto, pueden aprovechar la capacidad de Gaia para seguir refinando lo que conocemos como la escalera de distancias cósmica, donde diferentes técnicas permiten medir distancias a objetos cada vez más lejanos. Esa escalera también es clave para poder medir el ritmo de expansión del universo. La recalibración de la medición de las variables Cefeidas (realizada por estos investigadores) solo ha servido para profundizar en lo que se conoce como la tensión de Hubble.
¿Qué es la tensión de Hubble?
A principios del siglo XX, el astrónomo Edwin Hubble descubrió que el universo no es estático, como se planteaba en aquel entonces. Determinó que se estaba expandiendo. El ritmo de esa expansión es lo que se conoce como la constante de Hubble. En los años 90, el concepto recibió una sacudida tremenda. Se descubrió, observando supernovas lejanas, que el universo no solo se expande, lo hace a un ritmo acelerado. Desde entonces, determinar el valor de la constante de Hubble se ha convertido en un dolor de cabeza.
Hay dos grandes métodos para determinarlo y ambos dan valores diferentes. En uno de los casos, se utiliza la velocidad de las galaxias como una función de distancia. Así, se obtiene un valor para la constante de Hubble de 73,1 km/s/Mpc (kilómetros por segundo por megapársec). Un megapársec son 3,26 millones de años-luz. Esta técnica se apoya en el universo cercano, es decir, en sus épocas más recientes. El otro método, en su lugar, se centra en la luz emitida poco después del Big Bang, cuando el universo tenía unos 377 000 años.
Es lo que conocemos como la radiación de fondo de microondas y está presente en todas las direcciones, salvo por pequeñas variaciones. Al realizar las mediciones en esa radiación antigua, se obtiene un valor de 67,5 km/s/Mpc para la constante de Hubble. La diferencia entre ambas estimaciones ha aumentado a medida que ambas técnicas se han refinado y se han vuelto más precisas. Hay una diferencia de 5,6 km/s/Mpc y es lo que se conoce como la tensión de Hubble. No debería haber dos valores diferentes y apunta a que algo se nos escapa.
Las variables Cefeidas se suman al problema de la expansión del universo
Indica que hay algo erróneo en nuestra comprensión de las leyes físicas del universo. Hace unos años, era posible argumentar que el valor de la constante de Hubble podía ser solo uno, porque el margen de error de ambas técnicas era suficientemente grande para que existiese esa posibilidad. Sin embargo, cada técnica tiene un margen de error cada vez más pequeño y ya están muy lejos entre sí. Realmente se obtienen dos valores diferentes. Así que parece inevitable suponer que hay algo sobre el universo que no está tan bien entendido como sería deseable.
Este estudio, que mejora las mediciones de las variables Cefeidas, permite incluirlas en las mediciones de la constante de Hubble. Al determinar el valor de la constante de Hubble, se obtiene un valor que encaja con el del movimiento de las galaxias. Los investigadores explican que su estudio confirma que el valor es de 73 km/s/Mpc. Además, añaden, proporciona la calibración más precisa de las variables Cefeidas como una herramienta de medición de distancias. Esto tiene otra implicación, porque permitirá entender mejor la forma de la Vía Láctea.
En cuanto a la tensión de Hubble, de momento el panorama no cambia. Es evidente que hay dos valores diferentes y no hay ninguna técnica que logre encontrar un valor común. Es posible, por tanto, que haya algo que todavía no está bien entendido sobre el universo. Lo cierto es que, por ahora, lo único que se puede hacer es prestar atención a las nuevas estimaciones que se vayan publicando. En algún momento, es de suponer, se encontrará alguna explicación. Ya sea por dar con un valor común, o por entender qué es lo que se había estado pasando por alto…
Estudio
El estudio es M. Cruz Reyes y R. Anderson; «A 0.9% calibration of the Galactic Cepheid luminosity scale based on Gaia DR3 data of open clusters and Cepheids». Publicado en la revista Astronomy & Astrophysics el 4 de abril de 2023, puede consultarse en este enlace.
Referencias: Space
