Confirman que el Universo se está expandiendo a un ritmo más rápido de lo esperado: "parece que hay algo que falta"
Dos años de datos del telescopio espacial James Webb de la NASA han validado el hallazgo anterior del telescopio espacial Hubble de que la tasa de expansión del Universo es más rápida (en un 8% aproximadamente) de lo que se esperaría basándose en lo que los astrofísicos saben de las condiciones iniciales del cosmos y su evolución a lo largo de miles de millones de años. La discrepancia se denomina Tensión de Hubble.
Las observaciones del Webb, el telescopio espacial más moderno jamás desplegado, parecen descartar la idea de que los datos de su predecesor, el Hubble, tuvieran algún tipo de falla debido a un error del instrumento.
"Esta es la muestra más grande de datos del Telescopio Webb - sus primeros dos años en el espacio - y confirma el desconcertante hallazgo del Telescopio Espacial Hubble con el que hemos estado luchando durante una década: el Universo se está expandiendo ahora más rápido de lo que nuestras mejores teorías pueden explicar", dijo el astrofísico Adam Riess de la Universidad Johns Hopkins en Maryland, autor principal del estudio publicado el lunes en el Astrophysical Journal.
"Sí, parece que hay algo que falta en nuestra comprensión del Universo", agregó Riess, premio Nobel de Física 2011. "Nuestra comprensión del Universo contiene mucha ignorancia sobre dos elementos - materia oscura y energía oscura - y estos constituyen el 96% del Universo, por lo que no es un asunto menor".
"Los resultados del Webb pueden interpretarse como una sugerencia de que puede ser necesario revisar nuestro modelo del Universo, aunque es muy difícil precisar cuál es en este momento", dijo Siyang Li, estudiante de doctorado en astronomía y astrofísica de Johns Hopkins y coautor del estudio.
La materia oscura, que se cree que comprende aproximadamente el 27% del Universo, es una forma hipotética de materia que es invisible pero se infiere que existe en función de sus efectos gravitacionales sobre la materia ordinaria (estrellas, planetas, lunas, todo lo que hay en la Tierra), que representa aproximadamente el 5% del Universo.
La energía oscura, que se cree que comprende aproximadamente el 69% del Universo, es una forma hipotética de energía que permea vastas franjas del espacio y que contrarresta la gravedad e impulsa la expansión acelerada del Universo.
Pero ¿qué podría explicar la tasa de expansión anómala? "Hay muchas hipótesis que involucran a la materia oscura, la energía oscura, la radiación oscura -por ejemplo, los neutrinos (un tipo de partícula subatómica fantasmal)- o la gravedad misma, que tienen algunas propiedades exóticas como posibles explicaciones", dijo Riess.
Los investigadores emplearon tres métodos diferentes para medir una métrica reveladora específica: las distancias desde la Tierra a las galaxias donde se ha documentado un tipo de estrellas pulsantes llamadas Cefeidas. Las mediciones del Webb y del Hubble coincidieron.
La tasa de expansión del Universo, una cifra llamada constante de Hubble, se mide en kilómetros por segundo por megaparsec, una distancia equivalente a 3,26 millones de años luz. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año, 9,5 billones de kilómetros.
Según el modelo estándar de cosmología (básicamente, la sabiduría convencional sobre el Universo), el valor de la constante de Hubble debería ser de aproximadamente 67-68. Los datos del Hubble y el Webb dan un valor promedio de aproximadamente 73, con un rango de aproximadamente 70-76.
El evento del Big Bang hace 13-14 mil millones de años inició el Universo, que ha estado expandiéndose desde entonces. En 1998, los científicos revelaron que esta expansión en realidad se estaba acelerando y que la energía oscura era la razón hipotética.
El nuevo estudio analizó los datos del Webb que abarcaban aproximadamente un tercio de la lista completa de galaxias relevantes del Hubble. En 2023, los investigadores anunciaron que los datos provisionales anteriores del Webb validaban los hallazgos del Hubble.
Por ahora, los científicos concuerdan en que para resolver el misterio de la Tensión de Hubble se necesitan más datos. "¿De qué magnitud es exactamente (la discrepancia)? ¿El desajuste se encuentra en el extremo inferior (4-5 %) o en el extremo superior (10-12 %) de lo que permiten los datos actuales? ¿En qué intervalo de tiempo cósmico está presente? Estos datos aportarán más información", afirmó Riess.
