La Cosmología, en crisis: el Universo se expande demasiado rápido
Nuevas y precisas observaciones de un grupo de galaxias a más de 300 millones de años luz confirman que el Universo está creciendo más deprisa de lo que predicen los modelos teóricos. Y aún peor, incluso más de lo que la física conocida es capaz de explicar
El Universo podría expandirse a diferentes velocidades
La velocidad a la que se expande el Universo se enfrenta, desde hace décadas, a una incómoda discrepancia que los físicos aún no pueden explicar: y es que varía según el método que usemos para calcularla. Por un lado, la observación directa de objetos cercanos, ... como supernovas, indica que la expansión acelera a razón de unos 73 km por segundo por megaparsec (un megaparsec equivale a 3,2 millones de años luz). Y por otro, el análisis del Fondo Cósmico de Microondas, la radiación residual que aún nos llega del lejano Big Bang, arroja un valor inferior, de alrededor de 67,4 km por segundo y megaparsec. Es decir, que la tasa de expansión no es la misma en el Universo cercano y en el distante.
Aunque puede parecer pequeña, la discrepancia, conocida como 'Tensión de Hubble', tiene implicaciones significativas para nuestra comprensión del Universo. Y ahora, los resultados recién publicados en 'Astrophysical Journal Letters' parecen dar la razón a la tasa de expansión más rápida. «La Tensión de Hubble -afirma Dan Scolnic, director del estudio- ahora se convierte en una crisis».
Afinando la 'escalera cósmica'
Para llegar a estas conclusiones, Scolnic y su equipo utilizó un estudio anterior, del pasado mes de agosto, en el que otro equipo de investigadores midió, con el instrumento DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) la relación entre la expansión del espacio y la distancia precisa al cúmulo de Coma, una concentración de más de 1.000 galaxias que se encuentra aproximadamente a 320 millones de años luz de la Tierra. Conocer con precisión esa relación permite llevar a cabo cálculos similares en otros puntos del espacio, formando una 'escalera' de mediciones que llega cada vez más lejos. Y Scolnic se dio cuenta de que la precisión de ese estudio podía 'anclar' esa escalera a la Tierra.
«La colaboración DESI -explica Scolnic- hizo la parte realmente difícil, pero a su escalera le faltaba el primer peldaño. Yo sabía cómo conseguirlo, y sabía que eso nos daría una de las medidas más precisas de la constante de Hubble que es posible obtener, así que cuando salió su estudio, lo dejé absolutamente todo y empecé a trabajar en ello sin descanso».
Para obtener una distancia precisa al cúmulo de Coma, Scolnic y sus colegas utilizaron las curvas de luz de 12 supernovas de tipo IA dentro del propio cúmulo. Del mismo modo en que las velas iluminan una ruta oscura, las supernovas tipo IA tienen una luminosidad predecible, lo que las convierte en objetos confiables para los cálculos precisos de distancias.
De este modo, los investigadores llegaron a calcular una distancia de unos 320 millones de años luz, lo que situaba al cúmulo en el centro del rango de distancias calculado en distintos estudios anteriores.
«Esta medición -continúa Scolnic- no está sesgada por cómo creemos que terminará la historia de la tensión del Hubble. Este grupo de galaxias está en nuestro patio trasero, y se midió mucho antes de que nadie supiera lo importante que iba a ser».
Más rápido que nunca
Así, y usando esa medición de alta precisión como primer peldaño, Scolnic y su equipo calibraron el resto de la escalera de distancias cósmicas y llegaron a un valor para la constante del Hubble de 76.5 kilómetros por segundo por megaparsec, lo que significa que el Universo local está expandiendo 76.5 kilómetros por segundo más rápido cada 3.26 millones de años luz. Una velocidad superior a la ya obtenida antes por el mismo método (73 km/s por megaparsec) y mucho más alta que la que se obtiene observando el lejano eco del Big Bang (67,4 km/s por megaparsec).
La discrepancia, pues se hace cada vez mayor, y la razón de su existencia constituye, cada vez más, uno de los misterios más profundos de la cosmología moderna. El nuevo valor, de hecho, se parece bastante al de las más recientes mediciones de la expansión en el Universo Local, pero dista cada vez más de las que se realizan en el Universo lejano. Y, lo peor de todo, coincide cada vez menos con las predicciones de la física conocida.
La precisión alcanzada tanto por este como por otros estudios recientes indican también que la discrepancia no se debe a errores en los procesos de medición, sino que existe realmente y revela carencias en el propio modelo cosmológico. Algo, pues, se nos escapa en nuestra comprensión del Universo.
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«Durante la última década -afirma Scolnic-, la comunidad científica ha realizado muchos análisis para ver si los resultados originales en los que se basa mi equipo eran correctos. Y en última instancia, aunque intercambiamos muchas piezas, todos obtenemos un número muy similar. Entonces, para mí, esta es la mejor confirmación que jamás haya tenido. Nos encontramos en un punto en el que estamos presionando mucho contra los modelos que hemos estado usando durante dos décadas y media, y estamos viendo que las cosas no coinciden. Lo cual puede estar cambiando nuestra forma de pensar sobre el Universo, ¡y es emocionante! Todavía quedan sorpresas en cosmología y ¿quién sabe qué descubrimientos vendrán después?»
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