El universo podría expandirse a diferentes velocidades porque la constante de Hubble crece a medida que galaxias y estrellas se dispersan por el universo, según una nueva investigación.
Para comprender lo que eso significa hay que remontarse a mediados del siglo pasado, cuando el astrónomo y cosmólogo Edwin Hubble convenció a Albert Einstein de que el universo no era estático (como pensaba el físico alemán), sino que estaba en un estado expansivo que se podía medir.
Hubble había descubierto que, cuanto más lejos está una galaxia, más alta es su velocidad de alejamiento, conocida astronómicamente como recesión galáctica.
La relación entre la velocidad de recesión de una galaxia y su distancia es la así llamada constante de Hubble, la primera evidencia observacional de la expansión del universo: sostiene la teoría del Big Bang como origen de todo lo que existe.
Los astrónomos han empleado diferentes sistemas para medir todos los aspectos del universo, desde la edad hasta su tasa de expansión: han concluido que nuestro universo tiene 13.700 millones de años de antigüedad y que se expande constantemente, tal como había establecido Hubble.
Tensión de Hubble
Sin embargo, también han apreciado que no todas las medidas realizadas sobre la tasa de expansión del universo coinciden con la constante de Hubble.
Desde entonces, han intentado comprender esa anomalía, que se basa en que la tasa de expansión no es la misma si se trata del universo temprano o del universo tardío.
La constante sería de 68 kilómetros por segundo al principio del universo (cuando solo tenía 380.000 años) y de más de 74 kilómetros por segundo en el universo tardío, cuando ya se habían formado estrellas y galaxias.
Esta discrepancia se llama tensión de Hubble y se puede explicar porque en el universo temprano la luz se movía a través del plasma, mientras que en el universo tardío la gravedad de galaxias y estrellas distorsiona la luz entre una fuente distante y su observador, lo que puede alterar la medición del movimiento galáctico.
Al principio, esta tensión de Hubble se atribuyó a las dificultades tecnológicas que presentan los diferentes sistemas de medición, pero observaciones más precisas han puesto de manifiesto que no se trata de errores de cálculo, sino de medidas bien diferentes que cuestionan la constante de Hubble.
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Constante relativa
Una nueva investigación ha analizado ahora una base de datos de más de 1.000 explosiones de supernovas y comprobado que la constante de Hubble podría no ser realmente constante, sino que cambia según la expansión del universo: crecería a medida que el universo se expande.
Tal como explica el astrofísico Paul M. Sutter en la revista Universe Today, los investigadores descubrieron que, al agregar un poco de flexibilidad a los modelos cosmológicos estándar, y permitir que la constante de Hubble cambiara con el tiempo, se aliviaba la tensión de Hubble.
Añadieron una nueva variable para medir cuánto cambia la constante de Hubble con el tiempo, y descubrieron una forma de conciliar las mediciones de tiempo temprano y tardío de la constante de Hubble, sin por ello poder afirmar de manera concluyente que esa constante está cambiando con el tiempo.
Estos resultados, si se mantienen, podrían dar a los teóricos un camino para introducir nueva física en el universo y explicar la tensión constante de Hubble, señalan los investigadores.
¿Nueva física?
“Los parámetros extraídos siguen siendo compatibles con la comprensión cosmológica estándar que tenemos”, explica uno de los investigadores, Enrico Rinaldi, en un comunicado.
Y añade: «simplemente cambian un poco a medida que cambiamos la distancia, y este pequeño cambio es suficiente para explicar por qué tenemos esta tensión».
Los investigadores concluyen 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.
Sin embargo, advierten también que esta anomalía puede requerir nueva física para explicar la creciente tasa de expansión, o también una versión modificada de la gravedad de Einstein.
Referencia
On the Hubble Constant Tension in the SNe Ia Pantheon Sample. M. G. Dainotti et al. The Astrophysical Journal, Volume 912, Number 2. DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4357/abeb73