Los astrónomos han llegado a la medida más precisa de la tasa de expansión del Universo hasta ahora, y por supuesto, parece que se está acelerando.

El Telescopio Espacial Hubble se usó para medir el fenómeno observado por primera vez la expansión del universo. Gracias a él, la que conocemos es la medida más precisa de la tasa de expansión que se ha hecho hasta ahora, y confirma algo que ha estado molestando a los astrónomos durante un tiempo.

Después de seis años de mediciones basadas en un uso bastante inteligente del telescopio Hubble de la NASA, los astrónomos han calculado la velocidad del tramo de nuestro universo con solo un 2,3 por ciento de incertidumbre. Pero el universo parece expandirse más rápido de lo que nuestras mediciones de la radiación cósmica de fondo indican que debería ser, lo que sugiere que una de las mediciones es incorrecta o que la expansión está siendo influenciada por una fuerza desconocida.

El impulso detrás de esta expansión del espacio, cualquiera que sea, se cuantifica mediante un número: la Constante de Hubble , expresada en kilómetros por segundo por megaparsec.

Las investigaciones sobre la forma en que esto está sucediendo han sido fundamentales para algunos de los descubrimientos más importantes de la cosmología durante el último siglo, pero parece que todavía no hemos terminado.

Podemos medir con precisión la velocidad a la que una galaxia se aleja de nosotros de cuánto se ha estirado la longitud de onda de su luz (conocido como desplazamiento rojo ). Medir la distancia es más difícil, dependiendo del brillo de estrellas específicas y supernovas conocidas como “velas estándar”. Comparando sus brillos puede indicar distancia.

Según el Hubble por cada millón adicional de parsecs (3,3 millones de años luz) que está lejos de nosotros una galaxia, su velocidad aumenta en 67 kilómetros (42 millas) por segundo. El problema es que esta cifra es un 9 por ciento más grande que el valor que calculamos usando observaciones de la situación en breve (378,000 años son “en breve” para los cosmólogos) después del Big Bang. Esto se basa en las medidas del satélite Planck de la radiación cósmica de fondo creada en ese momento, procesada utilizando modelos de cómo esto debería haber cambiado a medida que el universo evolucionó.

Las estimaciones previas de la constante de Hubble actual también habían sido más altas que las derivadas de los datos de Planck, pero había incertidumbre en las mediciones. Usando nuevos métodos para calibrar el brillo de las variables Cefeidas, las velas estándar usadas para medir galaxias relativamente cercanas, el Hubble disminuyó su rango de incertidumbre al 2.3 por ciento. Obtener la precisión constante del Hubble dentro del 10 por ciento fue uno de los objetivos originales del Hubble, por lo que esto excede dramáticamente eso. Con esta precisión recién descubierta, las posibilidades de alineación de las expansiones actuales y tempranas del universo se reducen a una en 5,000, lo que parece un poco bajo para confiar.

La comunidad realmente está tratando de comprender el significado de esta discrepancia“, dice el investigador principal de este último estudio, Adam Riess, del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) y la Universidad Johns Hopkins.

La conclusión del Premio Nobel Brian Schmidt y Nicholas B. Suntzeff en la década de 1990 fue que la expansión del Universo no se está reduciendo, sino que se está acabando.

Y los resultados como los de Hubble y Planck solo confirman que el Universo probablemente se estaba expandiendo más lentamente en el pasado distante.

Aún así, a los físicos y astrónomos no les gusta apostar por el “probablemente“. Así que buscan aún más formas de refinar esos números con la esperanza de que se reúnan o revelen algo que nos hemos perdido.

El equipo de Riess usó el Hubble para recopilar datos sobre objetos llamados estrellas variables Cefeidas.

Al igual que la luz de las supernovas, se supone que la luz de las estrellas cefeidas es lo suficientemente confiable como para ser una vara sólida galáctica: podemos estar seguros de que las estrellas más débiles están más lejos, y no solo menos luminosas.

Los investigadores detrás del estudio primero estudiaron las estrellas cefeidas en nuestra propia galaxia para refinar las correlaciones de brillo y distancia aparentes.

Los datos existentes se basaron en solo unas pocas Cefeidas entre 300 y 1600 años luz de la Tierra.

Este equipo pensó que podían hacerlo mejor, por lo que se les ocurrió una forma de empujar el telescopio Hubble hasta sus límites y reunir información sobre Cefeidas a 6,000 o 12,000 años luz de distancia.

Para medir su distancia exacta, observaron el cambio en sus posiciones a medida que la Tierra se movía alrededor del Sol. Para darte una idea de cómo era el cambio de paralaje, imagina tratar de determinar una distancia tan amplia como un grano de arena a unos 150 kilómetros (aproximadamente 100 millas) de distancia.

Lograron esta increíble hazaña midiendo la posición de cada estrella mil veces por minuto cada seis meses durante cuatro años.

“Estás midiendo la separación entre dos estrellas, no solo en un lugar de la cámara, sino una y otra vez miles de veces, reduciendo los errores en la medición”, dice Riess .

Armados con mejores datos sobre estrellas Cefeidas, los buscaron en galaxias distantes y obtuvieron una cifra más cercana a 73.45 ± 1.66 km / s / Mpc (45.64 ± 1.03 millas / s / Mpc), disminuyendo la incertidumbre en el número a una registra 2.3 por ciento.

Riess ahora planea recolectar datos sobre otras 50 estrellas Cefeidas y empujar esa precisión aún más.

Eso hace que sea aún menos probable que la diferencia en las mediciones durante la vida del Universo sea coincidente. Algo está pasando.

¿Es una fuerza misteriosa llamada energía oscura ? ¿Evidencia de una necesidad de cambiar nuestras mentes sobre la forma del Universo ? ¿Una misteriosa forma de física llamada radiación oscura?

Podéis ir haciendo apuestas. Parece que en una cosa si que está de acuerdo toda la comunidad científica y es que, la física, pronto va a dejar de ser lo que era.

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