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Nuevas observaciones del Hubble podrían explicar la energía oscura

Científicos del Space Telescope Science Institute han conseguido afinar las mediciones del telescopio espacial Hubble hasta determinar un índice de expansión del universo con un margen de error menor al 5%. Acercarnos al conocimiento de este índice nos acercará también a la resolución de uno de los principales desafíos que tiene la física actual: determinar qué es la energía oscura. Se supone que esta energía, vaticinada por Einstein hace un siglo, es la que hace que el Universo se expanda venciendo la fuerza de la gravedad. Pero, aún hoy, los científicos no conocen mucho de ella. Por Yaiza Martínez.

Nuevas observaciones del Hubble podrían explicar la energía oscura

Se cree que la energía oscura es el componente del universo cuya gravedad repulsiva acelera la expansión de éste. Es decir, que es la fuerza que provoca que se expanda el universo.

Hace unos 80 años, Albert Einstein vaticinó su existencia, al señalar que, en el cosmos, debía haber una especie de “energía oscura” a la que llamó “constante cosmológica”. En 1998, la energía oscura fue detectada por vez primera por dos grupos de astrofísicos.

A pesar de eso, aún hoy, no se comprende bien la naturaleza de la energía oscura, por lo que conocerla a fondo sigue siendo uno de los principales desafíos de la física.

La última novedad a este respecto la encontramos en el HUBBLESITE, la web del telescopio espacial Hubble, que lleva en órbita desde 1990 como un proyecto conjunto de la NASA y de la ESA.

Margen de error reducido

En un comunicado del citado sitio se explica que una observación del Hubble ha permitido afinar las medidas del índice de expansión actual del universo, hasta alcanzar una precisión tal que el margen de error es menos del 5%.

Este nuevo valor para la tasa de expansión –que se conoce como constante Hubble (en honor al científico Edwin Hubble que la midió por vez primera hace casi un siglo)- sería más exacto que los de los cálculos anteriores de la constante realizados por el satélite WMAP, y que en 2006 permitieron determinar que la constante Hubble tenía un valor de 70 kilómetros por segundo por megapársec (el pársec es una unidad de longitud utilizada en astronomía).

Ahora, el Hubble se ha acercado un poco más a la verdad: el Universo se expande a una velocidad de 74,2 kilómetros por segundo por megapársec (con un margen de error de ± 3.6). Este resultado sería más del doble de preciso que otros obtenidos anteriormente por este telescopio espacial.

En las mediciones del Hubble, llevadas a cabo por el Equipo SHOES y dirigidas por Adam Riess, del Space Telescope Science Institute y de la Universidad Johns Hopkins, se aplicaron una serie de correcciones con el fin de perfilar y reforzar la construcción de una “escala de distancia” cósmica de mil millones de años luz de longitud, que ha sido utilizada por los astrónomos para determinar el índice de expansión del universo.

Gracias a dichas correcciones, los astrónomos han podido suprimir los errores sistemáticos que se producen inevitablemente al comparar las medidas procedentes de diversos telescopios.

Mediciones lejanas

Los científicos explican que, en concreto, la nueva escala de distancia cósmica se basó en observaciones del Hubble sobre las Cefeidas -una clase particular de estrellas variables cuya luminosidad varía rítmicamente con un período muy regular- en las partes del infrarrojo cercano del espectro electromagnético en las que estas estrellas indican mejor las distancias que en las longitudes ópticas de onda.

El equipo SHOES utilizó la Cámara de Infrarrojo Cercano de Hubble, el Espectrómetro Multiobjeto (NICMOS) y la Cámara Avanzada para Estudios (ACS) para observar un total de 240 estrellas variables Cefeidas en siete galaxias.

Una de estas galaxias fue la NGC 4258, cuya distancia fue determinada con gran precisión a través de observaciones con radio-telescopios. Las otras seis galaxias albergaron recientemente supernovas de Tipo Ia, que son indicadores de distancia fiables para medidas incluso más lejanas en el universo.

Las supernovas de Tipo Ia explotan todas con casi la misma cantidad de energía y, por tanto, el mismo brillo intrínseco.

Todas estas mediciones permitieron establecer que, desde el momento en que el Universo tenía 380 mil años de antigüedad y hasta ahora, éste se ha expandido a una velocidad muy cercana a la determinada por Riess y sus colaboradores.

Los científicos esperan que, en algún momento, las mediciones de Hubble permitan establecer un índice de expansión del universo con un margen de error del 1%. Cuanto más se acerquen a la verdadera velocidad de esta expansión, más cerca estarán de conocer qué es la energía oscura.

Desafío al Big Bang

En un principio, los astrónomos pensaban que la expansión del universo había tenido su origen en el Big Bang o gran explosión inicial, que dio lugar a toda la materia del universo.

Sin embargo, al observarse con claridad desde la última década del siglo pasado que la expansión del universo sufre una aceleración o velocidad de separación de las estrellas cada vez mayor –en lugar de ir reduciéndose como cabría esperar-, comenzó a especularse con una fuerza o energía que justificara esta expansión continua.

Para la cosmología física, esta energía oscura es una forma hipotética de materia que estaría presente en todo el espacio, produciendo una presión negativa, y que tiende a incrementar la aceleración de la expansión del Universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva.

No se debe confundir la energía oscura con la materia oscura ya que, aunque ambas forman la mayor parte de la masa del Universo, la materia oscura es una forma de materia, mientras que la energía oscura es un campo que llena todo el espacio.

Los aspectos más técnicos de las mediciones de Reiss y sus colaboradores han aparecidos publicados en la revista especializada Arxiv.

Yaiza Martinez

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