ASTRONOMÍA

¿Por qué la velocidad con la que se expande el universo causa polémica?

El universo se expande más rápido de lo previsto; esto obliga a los astrofísicos a replantearse varios fundamentos, entre ellos, el cálculo de la edad del cosmos

espacio, galaxia
La edad del universo se rebajaría 2.000 millones de años, según el nuevo estudio. Foto: Commons

Desde el momento en el que empezó a existir hace más de 13.000 millones de años, el universo ha estado en expansión. En la década de 1920, los astrofísicos Georges Lemaître y Edwin Hubble descubrieron que el universo se expandía, en lugar de ser un espacio delimitado y calmo.

En 1998, dos equipos de investigadores descubrieron que el ritmo de esta expansión se aceleraba con la distancia y que el universo estaba lleno de una misteriosa “energía oscura” que causa esta aceleración. Ganaron el Premio Nobel en 2011.

La velocidad se calcula gracias a la Constante de Hubble. Esta constante es estimada cada vez con mayor precisión por los físicos. El problema es que es de 67,4 según un método, y de 73 según otro. Y, por otra parte, el universo parece estar expandiéndose más rápido de lo previsto. De confirmarse, este cambio obligaría a los astrofísicos a replantearse los fundamentos de nuestro universo.

La unidad indica kilómetros por segundo por megaparsec. Un megaparsec equivale a unos tres millones de años luz. Quiere decir lo siguiente: las galaxias a tres millones de años luz de distancia (1 megaparsec) se expanden a 67,4 (o 73) kilómetros por segundo.

Aunque ambos números parecen cercanos, para los cosmólogos se trata de una diferencia más que significativa.

Dado que cada método tiene un margen de error pequeño, la diferencia entre los dos resultados no puede explicarse por un simple error de cálculo, sino que sugiere que hay un problema más fundamental, algo que se nos escapa sobre el universo y que la teoría actual no es capaz de explicar.

Tal vez la ecuación que explica el Big Bang y el cosmos necesita ser actualizada.

Galaxia Andrómeda. Foto: Wikipedia
Galaxia Andrómeda. Foto: Wikipedia

¿Cómo se calcula la edad del universo?

Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado una estrategia para calcular la expansión del universo a través de las lentes gravitacionales, según un estudio publicado el jueves pasado por la revista especializada Science.

“Podemos aportar una perspectiva única a la hora de medir la Constante de Hubble”, afirmó Inh Jee, autora principal del estudio e investigadora posdoctoral en el Instituto Max Planck de Astrofísica en Alemania.

Esta nueva técnica depende de la definición de la gravedad, de acuerdo con la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, como resultado de la distorsión masiva del espacio-tiempo: cuanto mayor es la masa de un objeto, más curvas de espacio-tiempo alrededor del objeto, y por lo tanto, más fuerte es la atracción gravitacional.

“Las técnicas involucradas para alcanzar esta estimación son valiosas porque pueden ayudar a establecer si se necesita una nueva física para explicar la discrepancia, o si deberíamos buscar más detenidamente posibles errores sistemáticos en una o más mediciones”, explicó la investigadora Tamara Davis, de la Universidad de Queensland en Australia.

La lente gravitacional se descubrió hace un siglo, y hoy en día, los astrónomos a menudo usan estas lentes para ver características que de otro modo serían demasiado distantes y débiles para detectar incluso con los telescopios más grandes.

De este modo, la nueva investigación analiza lentes gravitacionales para estimar sus distancias de la Tierra, datos que podrían ayudar a los investigadores a estimar la velocidad a la que el universo se ha expandido con el tiempo.

Ellos consiguieron medir la distancia de dos estrellas observando cómo su luz se curva alrededor de grandes galaxias en su camino hacia la Tierra.
El equipo midió la constante a 82,4 km/s/Mpc, pero con un margen de error de más o menos 10%, mucho más que el de las mediciones realizadas por otros científicos, lo que hace que el universo sea 2.000 millones de años más joven.

El campo gravitacional de la galaxia de primer plano distorsiona la luz de la galaxia de fondo, doblándola a través de múltiples caminos con diferentes longitudes.

Esta fuerte lente gravitacional también causa retrasos de tiempo entre las múltiples imágenes y cualquier variación en el brillo de la fuente de fondo será visible en algunas partes de la lente gravitacional antes que en otras.

La medición de este retraso y las propiedades de las estrellas dentro de la galaxia con lente se pueden combinar para determinar el tamaño de la galaxia con lente, lo que a su vez permite medir la distancia del diámetro angular a la lente.

Aunque la precisión estadística de su medición no es lo suficientemente buena como para resolver la discrepancia sobre el valor de H0, el método ofrece una nueva forma de atacar el problema, según los expertos.

Consultado, uno de los galardonados con el Premio Nobel 2011, Adam Riess, de la Universidad Johns Hopkins, consideró que estos nuevos resultados no son lo suficientemente precisos como para incidir realmente en la controversia, al menos no por ahora.

“No creo que eso aporte mucho al estado actual de los conocimientos, pero es bueno que la gente esté buscando métodos alternativos, así que felicidades”, sostuvo el famoso astrofísico en un correo electrónico.

Por su parte, el astrónomo de la Universidad de Harvard, Avi Loeb, que no formó parte del estudio, dijo que es una forma interesante de calcular la tasa de expansión del universo, pero los grandes márgenes de error limitan su efectividad hasta que se pueda reunir más información. “Es difícil estar seguro de sus conclusiones si usa una regla que no comprende totalmente”, dijo Loeb a la prensa. (Agencias).

Galaxia
Foto: Pixabay

Cómo se mide la Constante de Hubble

Hay dos componentes para calcular la constante de Hubble: velocidad y distancia. La velocidad se mide por la longitud de onda de la radiación electromagnética de un objeto. Si algo se aleja, la longitud de onda de las señales se moverá hacia el extremo rojo del espectro electromagnético. Si se está moviendo hacia nosotros, la señal estará más hacia el extremo azul (conocido como desplazamiento azul).

La distancia se mide usando candelas estándar. Una candela estándar es algo que tiene un brillo conocido, como una estrella Cephid o, aún más confiable, una supernova. Al medir qué tan brillantes parecen, podemos medir qué tan lejos están de la Tierra. Las candelas estándar, por otro lado, usan objetos de un tamaño conocido para calcular la distancia.

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