Hace más de 90 años, el astrónomo Edwin Hubble observó el primer indicio de la velocidad a la que se expande el universo, llamada constante de Hubble.
Casi de inmediato, los astrónomos comenzaron a discutir sobre el valor real de esta constante y, con el tiempo, se dieron cuenta de que había una discrepancia en este número entre las observaciones del universo temprano y las observaciones del universo tardío.
Al principio de la existencia del universo, la luz se movía a través del plasma - todavía no había estrellas - y de oscilaciones similares a las ondas sonoras creadas por esto, los científicos dedujeron que la constante de Hubble era de aproximadamente 67. Esto significa que el universo se expande unos 67 kilómetrospor segundo más rápido cada 3,26 millones de años luz.
Pero esta observación difiere cuando los científicos analizan la vida posterior del universo, después de que nacieron las estrellas y se formaron las galaxias. La gravedad de estos objetos causa lo que se llama lente gravitacional, que distorsiona la luz entre una fuente distante y su observador.
Otros fenómenos en este universo tardío incluyen explosiones extremas y eventos relacionados con el final de la vida de una estrella. Con base en estas observaciones posteriores de la vida, los científicos calcularon un valor diferente, alrededor de 74. Esta discrepancia se llama tensión de Hubble.
Ahora, un equipo internacional que incluye a un físico de la Universidad de Michigan ha analizado una base de datos de más de 1,000 explosiones de supernovas, lo que respalda la idea de que la constante de Hubble podría no ser realmente constante.
En cambio, puede cambiar en función de la expansión del universo, creciendo a medida que el universo se expande. Esta explicación probablemente requiere una nueva física para explicar la creciente tasa de expansión, como una versión modificada de la gravedad de Einstein.
Los resultados del equipo se publican en el Revista astrofísica .
"El punto es que parece haber una tensión entre los valores más altos para las observaciones del universo tardío y los valores más bajos para la observación del universo temprano", dijo Enrico Rinaldi, investigador del Departamento de Física de la UM.este artículo es: ¿Qué pasa si la constante de Hubble no es constante? ¿Y si realmente cambia? "
Los investigadores utilizaron un conjunto de datos de supernovas: explosiones espectaculares que marcan la etapa final de la vida de una estrella. Cuando brillan, emiten un tipo específico de luz. Específicamente, los investigadores estaban observando supernovas de Tipo Ia.
Este tipo de estrellas supernovas se utilizaron para descubrir que el universo se estaba expandiendo y acelerando, dijo Rinaldi, y se las conoce como "velas estándar", como una serie de faros con la misma bombilla. Si los científicos conocen su luminosidad, puedencalcula su distancia observando su intensidad en el cielo.
A continuación, los astrónomos usan lo que se llama "corrimiento al rojo" para calcular cómo la tasa de expansión del universo podría haber aumentado con el tiempo. Desplazamiento al rojo es el nombre del fenómeno que ocurre cuando la luz se estira a medida que el universo se expande.
La esencia de la observación original de Hubble es que cuanto más se aleja del observador, más se alarga la longitud de onda, como si clavara un Slinky en una pared y se alejara de ella, sosteniendo un extremo en sus manos. El corrimiento al rojo y la distancia están relacionados.
En el estudio del equipo de Rinaldi, cada grupo de estrellas tiene un valor de referencia fijo de desplazamiento al rojo. Al comparar el desplazamiento al rojo de cada grupo de estrellas, los investigadores pueden extraer la constante de Hubble para cada uno de los diferentes grupos.
En su análisis, los investigadores separaron estas estrellas basándose en intervalos de corrimiento al rojo. Colocaron las estrellas en un intervalo de distancia en un "contenedor", luego un número igual de estrellas en el siguiente intervalo de distancia en otro contenedor, y asíen. Cuanto más cerca esté el contenedor de la Tierra, más jóvenes son las estrellas.
"Si es una constante, entonces no debería ser diferente cuando la extraemos de contenedores de diferentes distancias. Pero nuestro principal resultado es que en realidad cambia con la distancia", dijo Rinaldi. "La tensión de la constante de Hubble se puede explicarpor alguna dependencia intrínseca de esta constante en la distancia de los objetos que utiliza. "
Además, los investigadores encontraron que su análisis del cambio constante de Hubble con el corrimiento al rojo les permite "conectar" sin problemas el valor de la constante de las sondas del universo temprano y el valor de las sondas del universo tardío, dijo Rinaldi.
"Los parámetros extraídos todavía son compatibles con la comprensión cosmológica estándar que tenemos", dijo. "Pero esta vez solo cambian un poco a medida que cambiamos la distancia, y este pequeño cambio es suficiente para explicar por qué tenemos estetensión."
Los investigadores dicen que hay varias explicaciones posibles para este cambio aparente en la constante de Hubble, una de las cuales es la posibilidad de sesgos de observación en la muestra de datos. Para ayudar a corregir los posibles sesgos, los astrónomos están utilizando Hyper Suprime-Cam en el telescopio Subaru.para observar supernovas más débiles en un área amplia. Los datos de este instrumento aumentarán la muestra de supernovas observadas en regiones remotas y reducirán la incertidumbre en los datos.
Nueva evidencia de cómo y cuándo se formó la Vía Láctea
Las nubes heladas podrían haber mantenido a principios de Marte lo suficientemente cálidos para los ríos y lagos
Efectos genéticos de la radiación de Chernobyl
Cosechando la luz como lo hace la naturaleza
La realidad virtual deforma tu sentido del tiempo