La colaboración H0LiCOW, un proyecto de cosmología dirigido por EPFL y el Instituto Max Planck y que reagrupa a varias organizaciones de investigación en el mundo ha hecho una nueva medición de la constante de Hubble, que indica qué tan rápido se está expandiendo el universo. La nueva medición desafía a algunos de loslos más recientes, que apuntan potencialmente hacia una nueva física más allá del modelo cosmológico estándar.
Medir cuán lejos están los objetos a través del espacio ha llevado a grandes descubrimientos, por ejemplo, que nuestro universo se está expandiendo. La tasa de esta expansión está determinada por el Modelo Cosmológico Estándar actual, "Lambda CDM", que sitúa la tasa de expansión actual en aproximadamente72 km por segundo por megaparsec un megaparsec es de aproximadamente 3,3 millones de años luz. Esta tasa se llama "constante de Hubble", H0, y se ha refinado constantemente durante casi un siglo: una medición de alta precisión de H0 tiene una profunda implicacióntanto en cosmología como en física. Ahora, la colaboración H0LiCOW ha utilizado nuevas herramientas para calcular independientemente la importante constante de Hubble con una precisión del 3.8%. La nueva cifra coincide con estudios independientes recientes, que sin embargo están en tensión con las predicciones del Estándar.Modelo cosmológico, potencialmente apuntando hacia una nueva física. El trabajo se publica en cinco artículos en los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
Una historia de expansión
La expansión del Universo, basada en la idea de que el Universo se originó con el Big Bang, fue propuesta por primera vez por el cosmólogo belga Georges Lemaître. Aproximadamente al mismo tiempo, a fines de la década de 1920, el astrónomo Edwin Hubble estudiaba el movimiento de las galaxiaslejos de la Vía Láctea, y noté que los más alejados de la Tierra parecían moverse más rápido. Lo que en realidad estaba observando era la expansión del Universo, y se dispuso a calcular su velocidad. Las observaciones de Hubble descubrieron una constante que cuantificó esta expansión, y queluego se llamaría "la constante de Hubble"
A lo largo de los años, las mediciones de H0 se han refinado con telescopios cada vez mejores y herramientas de medición más sensibles. Estas herramientas incluyen el telescopio Hubble, que realizó mediciones en estrellas Cefeidas, un tipo de estrella extremadamente brillante que pulsa radialmente de manera predecible, así como estrellas en explosión llamadas supernovas. Otra forma de medir la tasa de expansión del Universo es utilizar el fondo cósmico de microondas CMB: la temperatura de fondo casi constante en todo el universo conocida como "resplandor crepuscular" o "radiación fósil" deel Big Bang.
Cuásares: una nueva medida para la constante de Hubble
La colaboración H0LiCOW ahora ha medido de forma independiente la constante de Hubble, explotando un fenómeno cósmico llamado "lente gravitacional", por el cual la enorme masa de galaxias dobla el espacio-tiempo. Las galaxias actúan como lentes que pueden ampliar y distorsionar la imagen normalmente débil de objetos más alejados.También pueden producir varias imágenes "con lente" de los objetos originales, haciéndolos parecer múltiples. Para medir la constante de Hubble, los científicos estudiaron la luz proveniente de cinco cuásares vistos múltiples debido a la lente gravitacional de las galaxias en primer plano. Los cuásares son agujeros negros supermasivos enlos centros de las galaxias e irradian grandes cantidades de energía electromagnética.
La luminosidad de los cuásares muestra variaciones aleatorias a lo largo de los años que dan como resultado un parpadeo aparente de su intensidad. Este parpadeo se ve retrasado en cada imagen con lente del cuásar porque la luz toma diferentes caminos en cada imagen. Pero la distancia que la luz del cuásarlos viajes en cada imagen dependen de la expansión del Universo, establecida por la constante de Hubble. Como consecuencia, medir el retraso de tiempo entre las imágenes con lente de los cuásares proporciona una forma de determinar la constante de Hubble. Los colaboradores de H0LiCOW son líderes mundiales en talesmediciones, especialmente a través de su programa COSMOGRAIL utilizando principalmente el telescopio suizo de 1,2 m ubicado en los Andes chilenos en el sitio del Observatorio Europeo Austral.
Utilizando esta técnica, la constante de Hubble se mide con una precisión del 3,8% en el marco del Modelo Cosmológico Estándar. Esta es una medición independiente, ya que tres cuásares con lentes fuertes son suficientes para proporcionar lo que los científicos llaman un retraso independiente, "Retraso de tiempo"- Sonda cosmológica de lente fuerte "
Los hallazgos concuerdan con las mediciones más recientes de la constante de Hubble en el Universo local usando Cefeidas y supernovas. Pero también están en desacuerdo significativamente con las muy publicitadas mediciones de fondo cósmico de microondas realizadas con el satélite Planck en 2015. "La tensión entre los localesy las mediciones de CMB de la constante de Hubble se ven reforzadas por las nuevas observaciones de lentes fuertes ", dice Frederic Courbin en el Laboratorio de Astrofísica de EPFL, que es parte de H0LiCOW." La tensión puede ser causada por una nueva física más allá del Modelo Cosmológico Estándar, en particular nuevasformas de energía oscura "
más información
El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.
Esta investigación se presentó en una serie de documentos que aparecerán en los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ecole Polytechnique Federale de Lausanne EPFL . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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