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  • 06/06/2016

Cosmología

¿Se expande el universo más rápido de lo que indica el fondo de microondas?

Una nueva medición de la constante de Hubble difiere apreciablemente de resultados previos. ¿Errores sistemáticos o nueva física?

The Astrophysical Journal

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La estrella cefeida RS Puppis, situada a 6.500 años luz de la Tierra, en una imagen obtenida por el telescopio espacial Hubble. Estas estrellas pulsantes son de gran importancia para calcular distancias cósmicas ya que exhiben una relación conocida entre su período de pulsación y su luminosidad intrínseca; gracias a ello, la distancia a la que se encuentran puede estimarse a partir de su brillo aparente. El nuevo estudio ha empleado datos de más de 2400 cefeidas para calcular con gran precisión la distancia a varias galaxias. [NASA/ESA/Hubble Heritage (STScI/AURA)-Hubble/Europe Collab.]

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Un equipo de astrónomos liderados por el premio nóbel Adam Riess ha empleado los datos del telescopio espacial Hubble para lograr una de las determinaciones más precisas obtenidas hasta la fecha de la constante de Hubble, el parámetro cosmológico que indica la velocidad a la que se expande el universo actual. El nuevo valor, que ha sido deducido a partir de las velocidades de recesión de varias galaxias, unas cercanas y otras relativamente distantes, difiere considerablemente del calculado en los últimos años a partir del fondo cósmico de microondas, la radiación emitida poco después de la gran explosión. El estudio fue aceptado hace unos días para su publicación en The Astrophysical Journal.

Aunque la discrepancia entre ambas maneras de estimar la constante de Hubble no es nueva, el trabajo de Riess y sus colaboradores ha llamado la atención por su reducido error, de apenas el 2,4 por ciento, lo que incrementa la tensión que ya existía entre ambos tipos de datos. En concreto, los investigadores han calculado una tasa de expansión cósmica de 73 kilómetros por segundo y por megapársec (km/s/Mpc), lo que contrasta con los aproximadamente 68 km/s/Mpc deducidos en los últimos años a partir de los datos del fondo cósmico obtenidos por los satélites Planck, de la ESA, y WMAP, de la NASA. Los distintos valores implican una diferencia de entre el 5 y el 9 por ciento, que, al menos de momento, no se deja explicar por los respectivos errores de las medidas, los cuales oscilan entre 0,6 y 1,8 km/s/Mpc.

Ambos métodos para estimar la constante de Hubble son muy distintos. El trabajo de Riess y colaboradores se ha basado en medir la velocidad a la que se alejan de nosotros varias galaxias situadas a diferentes distancias: algunas más cercanas y otras cuya luz partió hacia la Tierra hace aproximadamente entre 1000 y 2000 millones de años. Las medidas del fondo cósmico de microondas, en cambio, muestran cómo era el cosmos en una época muchísimo más remota, ya que dicha radiación fue emitida muy poco después de la gran explosión, hace unos 14.000 millones de años. Por tanto, esta última técnica requiere extrapolar los datos del parámetro de Hubble desde el universo temprano hasta la época cósmica actual.

En principio, dicha extrapolación no debería dar ningún problema y ambos métodos tendrían que arrojar el mismo valor para la constante de Hubble. Entonces, ¿a qué se debe la diferencia? En su trabajo, los autores apuntan varias posibilidades: errores sistemáticos en las mediciones del fondo cósmico; variaciones inducidas por el halo de materia oscura en el que se encuentra inmerso la Vía Láctea; o fallos en el modelo cosmológico estándar, lo que explicaría por qué la extrapolación de los datos del universo primitivo no concuerda con las mediciones del universo local. A este respecto, una posibilidad sería la existencia de nuevas partículas elementales que hubiesen alterado la tasa de expansión en el cosmos temprano, o un comportamiento inesperado de la energía oscura, el misterioso agente responsable de la expansión acelerada del universo.

Más información en www.spacetelescop.org (ESA) y hubblesite.org (NASA). Una versión del artículo técnico se encuentra disponible en el repositorio arXiv.

—IyC

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