Un grupo de investigadores ha realizado una medición de la constante de Hubble, el valor de la aceleración de la expansión del universo, utilizando una nueva técnica. El objetivo era encontrar un resultado que permitiese acercar los valores conocidos hasta ahora. Pero no ha sido así…

El problema de la medición de la constante de Hubble

La constante de Hubble es el valor que recibe la aceleración de la expansión del universo. Es decir, a qué ritmo aumenta la velocidad a la que se alejan de nosotros los objetos del universo. Según qué método empleemos, se obtienen dos valores diferentes. Por un lado, recurriendo al brillo de un tipo específico de supernova, en nuestros alrededores, obtenemos que la expansión del universo acelera a un ritmo de 73 kilómetros por segundo, por cada 3,26 millones de años-luz (un megapársec). Es decir, 73 km/s/Mpc.

Una nueva medición de la constante de Hubble mantiene el misterio
Recreación artística de una supernova, en una galaxia lejana, tal y como sería vista desde un exoplaneta localizado a unos 10 000 años luz de la fuente. Crédito: Beijing Planetarium / Jin Ma

Por el contrario, si la medición se realiza observando la radiación de fondo de microondas y, por tanto, las condiciones en el universo en su juventud, el valor es de 67 km/s/Mpc. Es una discrepancia que, con el paso de los años, se ha vuelto cada vez más complicada de explicar. El perfeccionamiento de las técnicas ha hecho que el margen de error, en ambas mediciones, sea tan pequeño como para pensar que, realmente, se trata de dos valores diferentes. Algo desconcertante, porque no encaja con lo que cabría esperar.

Parecería, si nos fiamos de estos valores, que el universo no se comportaba exactamente igual en su juventud, que ahora. Al menos en lo concerniente al ritmo al que se expandía. En los últimos tiempos, sin embargo, se ha puesto en duda que la medición a través del brillo de ciertas supernovas (de tipo Ia, para más señas) sea fiable. Por lo que se recuperaba un pequeño halo de esperanza. Puede que, simplemente, las técnicas empleadas para obtener el valor de la constante de Hubble no fuesen tan buenas como se pensaba.

La medición de la constante de Hubble con lentes gravitacionales

Así que, ahora, un grupo de investigadores ha recurrido a una técnica diferente para llevar a cabo, de nuevo, la medición. En lugar de las supernovas, han recurrido a una técnica conocida como lente gravitacional. En su viaje a través del espacio, la luz de los objetos más distantes puede verse deformada al pasar cerca de un objeto muy masivo. Eso provoca que su recorrido hacia la Tierra se modifique. Parte de esa luz seguirá un camino más corto (y rápido), otra parte seguirá un rumbo diferente, más largo.

Imagen de varios quásares tras una lente gravitacional. Crédito: NASA, ESA, S.H. Suyu, y K.C. Wong

Por tanto, es posible calcular a que ritmo se expande el universo si se observa un fenómeno, como un quásar (el centro muy brillante de una galaxia) al pasar por una lente gravitacional. Los quásares no tienen un brillo estable. Fluctúan y parpadean. De modo que, cuando se produce una variación, en la luz que llega alrededor de una lente gravitacional, veremos que una de esas réplicas del quásar parpadeará antes que el resto. Es decir, en ese camino en particular, la distancia es más corta que en otras réplicas.

Esto permite calcular la distancia que ha recorrido esa luz. Además, posibilita calcular el tamaño de la galaxia, en comparación a su tamaño aparente. Porque, en su viaje hacia nosotros, la imagen de la galaxia también se expande. Parece más grande de lo que realmente es. Basta, por tanto, comparar el tamaño aparente que muestra la galaxia, con el tamaño real, para medir cuánto se ha expandido el universo. Algo que los investigadores han hecho recurriendo a un buen puñado de quásares y lentes gravitacionales.

Un valor desconcertante

Tras realizar las observaciones, el valor obtenido es de 74 km/s/Mpc. Es decir, ligeramente superior al valor obtenido por la medición de las supernovas. Sin embargo, las cifras (74 y 73) son tan cercanas que se puede achacar la diferencia al margen de error de ambas técnicas. O lo que es lo mismo, con dos técnicas diferentes, se obtiene que el valor de la aceleración de la expansión del universo parece ser el mismo. Al menos cuando lo observamos en nuestro entorno local. Un valor muy diferente al del universo lejano.

Distancias a diferentes objetos (quásares y supernovas de tipo Ia) en el universo, y la diferencia con la distancia que cabría esperar. Crédito: Phys.org

Así que esa pequeña crisis, como se la ha denominado en algunos medios de habla inglesa, sigue vigente. Hay dos valores diferentes para la medición de la constante de Hubble. Puede ser la señal de que hay algo más que todavía no se ha comprendido. O puede que, realmente, la aceleración de la expansión del universo no haya sido uniforme a lo largo del tiempo. Sea como fuere, apunta a que hay más de lo que se pensaba hasta ahora. Si bien no está claro cuál será la respuesta definitiva…

Al margen de esto, el estudio también ha permitido confirmar, una vez más, que la energía oscura es una parte fundamental del universo. En algunos estudios, en los últimos años, se ha intentado desechar la idea de la energía oscura, pero los resultados no acompañan a la hipótesis. El universo tiene energía oscura. Lo que todavía no está claro es si su aceleración ha sido siempre la misma o no. Pero es algo que se terminará respondiendo tarde o temprano. Es solo una cuestión de tiempo hasta que, finalmente, se recojan datos suficientes…

Estudio

El estudio es K. Wong, S. Suyu, G. Chen, C. Rusu et al.; «H0LiCOW XIII. A 2.4% measurement of H0 from lensed quasars: 5.3 sigma tension between early and late-Universe probes.«. Puede consultarse en arXiv.

Referencias: Universe Today