Os modelos de expansión do universo achegan erros que deben ser resoltos.

As medidas de expansión do universo non cadran

O modelo cosmolóxico sobre a expansión do universo ten contradicións que se revelan nun novo artigo sobre a constante de Hubble

Enrique Sacristán/Sinc

Os físicos utilizan dous tipos de medidas para calcular a velocidade de expansión do universo, pero os seus resultados non coinciden, un asunto que pode obrigar a retocar o modelo cosmolóxico. “É como tentar enfiar unha agulla cósmica”, explica a investigadora Licia Verde da Universidade de Barcelona, coautora dun artigo sobre as implicacións deste problema.

Máis dun cento de científicos reuníronse este verán no Instituto Kavli de Física Teórica da Universidade de California (EUA) para tratar de aclarar que está a pasar cos datos discordantes sobre a velocidade de expansión do universo, un asunto que afecta á propia orixe, evolución e destino do noso cosmos.

As súas conclusións publicáronas na revista Nature Astronomy. “O problema está na constante de Hubble (H), un valor –en realidade non é unha constante porque cambia co tempo– que indica o rápido que se expande actualmente o universo”, sinala a física teórica Licia Verde, investigadora ICREA do Instituto de Ciencias do Cosmos da Universidade de Barcelona (ICC-UB) e primeira autora do artigo.

“Hai diversas maneiras de medir esta cantidade –explica–, pero en conxunto pódense dividir en dúas grandes clases: as do universo local (Late Universe, o máis próximo a nós no espazo e no tempo) e as do universo primordial (Early Universe), e non dan exactamente o mesmo resultado”.

Un exemplo clásico de medidas no universo local son as que proporcionan as pulsacións regulares das estrelas cefeidas, que xa observou a astrónoma Henrietta Swan Leavitt hai un século e que axudaron a Edwin Hubble a calcular distancias entre galaxias e demostrar en 1929 que o universo se expande.

Ilustración da historia do universo.

A análise actual do brillo variable das cefeidas con telescopios espaciais como o Hubble, xunto a outras observacións directas de obxectos da nosa contorna cósmica, indican que o valor de H0 é aproximadamente de 73,9 quilómetros por segundo por megapársec (unha unidade astronómica que equivale a uns 3,26 millóns de anos luz).

Con todo, as medidas baseadas no universo primordial ofrecen un valor medio de H0 de 67,4 km/ s/ Mpc. Estoutros rexistros, obtidos cos datos do satélite Planck da Axencia Espacial Europea e outros instrumentos, obtéñense de xeito indirecto baseándose no éxito do modelo cosmolóxico estándar (Lambda-CDM model), que expón un universo formado por un 5 % de átomos ou materia ordinaria, un 27% de materia escura (constituída por partículas aínda non detectadas que achegan unha atracción gravitatoria adicional para que as galaxias non se separen) e un 68% de enerxía escura, responsable de acelerar a expansión do universo.

“En particular, estas medidas do universo primordial céntranse na luz máis afastada que se pode observar: a radiación de fondo de microondas, producida cando o universo tiña tan só 380.000 anos, na denominada época da recombinación (onde os protóns se recombinaron cos electróns para formar átomos)”, comenta Licia Verde.

“É como tentar enfiar unha agulla cósmica”, di a investigadora Licia Verde

A investigadora destaca un feito relevante: “Existen maneiras moi diferentes e independentes (con instrumentos e equipos de científicos totalmente distintos) de chegar á medida de H baseándose no universo primordial, e o mesmo acontece pola súa banda coas do universo local. O interesante é que todas as dun tipo están de acordo entre elas cunha precisión exquisita do 1 ou 2 %, e as do outro tamén coas súas con esa gran precisión; pero cando comparamos as medidas dunha clase coas da outra xorde a discrepancia”.

“Parece unha diferenza pequena, de tan só un 7 %, pero é significativo tendo en conta que estamos a falar de precisións do 1 ou 2% no valor da constante de Hubble”, subliña Licia Verde, que chancea: “É como tentar enfiar unha ‘agulla cósmica’ onde o seu buraco é o valor H0 medido hoxe e o fío ven do modelo desde o universo máis afastado que podemos observar: o fondo cósmico de microondas”.

Ademais, sinala algunha das consecuencias da discrepancia: “Canto máis baixo é H , máis vello é o universo. A súa idade actual calcúlase nuns 13.800 millóns de anos considerando que a constante de Hubble é 67 ou 68 km/ s/ Mpc; pero se o seu valor fose un 74 km/ s/ Mpc, o noso universo sería máis novo: tería aproximadamente 12.800 millóns de anos”.

Os autores destacan no seu estudo que esta anomalía non parece depender do instrumento ou método utilizado para medir, nin dos equipos humanos nin das fontes. “Se non hai erros nos datos ou nas medidas, podería ser un problema do modelo?”, pregúntase a investigadora.

“Á fin e ao cabo os valores de H0 da clase universo primordial baséanse no modelo cosmolóxico estándar, que está moi ben establecido, é moi exitoso, pero que podemos tentar cambiar un pouco para solucionar esta discrepancia –apunta a experta– Iso si, non podemos tocar as características do modelo que funcionan moi ben, así que non será doado”.

Se os datos seguen confirmando o problema, os físicos teóricos parecen coincidir en que o roteiro máis prometedor para resolvelo é modificar o modelo xusto antes de que se formase a luz observada da radiación de fondo de microondas, é dicir, xusto antes da recombinación (na que xa había unha 63% de materia escura, un 15% de fotóns, un 10% de neutrinos e un 12 % de átomos).

Unha das propostas é que pouco despois do Big Bang púidose producir un episodio intenso de enerxía escura que expandiu o universo máis rápido do calculado ata o de agora. “Aínda que todo é moi especulativo, con este modelo arranxado, o valor de H0 obtido coas medidas baseadas no universo primordial poderían coincidir coas medidas locais”, apunta Licia Verde, que conclúe: “Non será doado, pero así poderemos enfiar a agulla cósmica sen rachar o que funciona ben no modelo”.

Aquí podes consultar o artigo publicado en Nature Astronomy

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.

Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.