¿Podría JWST resolver uno de los mayores misterios de la cosmología?
Los estudios del telescopio podrían ayudar a poner fin a un desacuerdo de larga data sobre la tasa de expansión cósmica. Pero los científicos dicen que se necesitan más mediciones
Las observaciones del universo actual sugieren una tasa de expansión cósmica más rápida que las predicciones basadas en datos del universo temprano.
NASA y ESA, Reconocimiento: Judy Schmidt (Geckzilla)
Los estudios del telescopio podrían ayudar a poner fin a un desacuerdo de larga data sobre la tasa de expansión cósmica. Pero los científicos dicen que se necesitan más mediciones. Los estudios del telescopio podrían ayudar a poner fin a un desacuerdo de larga data sobre la tasa de expansión cósmica. Pero los científicos dicen que se necesitan más mediciones.
Los investigadores esperaban que el Telescopio Espacial James Webb (JWST), que lanzado a finales de 2021, ayudaría a resolver la cuestión de una vez por todas. Pero hasta ahora el consenso no se ha materializado. En cambio, dos equipos de cosmólogos han calculado valores diferentes para la constante de Hubble, a pesar de que ambos observaron el Universo reciente utilizando JWST.
Wendy Freedman, astrónoma de la Universidad de Chicago en Illinois, y sus colaboradores presentaron hoy los resultados preliminares de sus observaciones del JWST en una conferencia en la Royal Society de Londres. Midieron la constante de Hubble en 69,1 kilómetros por segundo por megaparsec, lo que significa que las galaxias separadas por un millón de parsecs (alrededor de 3 millones de años luz) se alejan unas de otras a un ritmo de 69,1 km s.−1.
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Esto es sólo un poco más grande que los 67 km.−1 mpc−1 predicho utilizando datos del Universo temprano del satélite Planck de Europa. Pero está en desacuerdo con el trabajo publicado este año por Adam Riess, astrofísico de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, y sus colaboradores, quienes calcularon una constante de Hubble sustancialmente más alta, de alrededor de 73 km s.−1 mpc−1.
Estrellas y supernovas
El equipo de Freedman analizó tres tipos de estrellas que se utilizan como indicadores de distancia, o “velas estándar”, en galaxias cercanas. Comprender el brillo promedio de las velas estándar ayuda a los astrónomos a estimar qué tan lejos están los mismos tipos de estrellas en galaxias más distantes, que parecen como eran hace miles de millones de años. Junto con las observaciones de explosiones de supernovas en las mismas galaxias, se pueden utilizar velas estándar para medir la tasa actual de expansión del Universo.
Riess, cuyas observaciones se basaron en los mismos tres tipos de estrellas que las de Freedman, advierte que es demasiado pronto para sacar conclusiones de cualquiera de los datos del JWST. “El Telescopio Espacial Hubble ha recopilado una montaña de datos durante varias décadas, incluidas cuatro calibraciones separadas y directas” de la constante de Hubble, afirma. “Nuestro programa JWST y Wendy’s son pequeños en comparación”.
Sería prematuro comentar los resultados de Freedman porque aún no se han publicado, dice Kristen McQuinn, astrónoma de Rutgers, la Universidad Estatal de Nueva Jersey en Nuevo Brunswick, que dirige su propio estudio sobre velas estándar con JWST. “Es difícil evaluar sus resultados sin ver sus datos”.
Freedman dice que será necesario que varias técnicas coincidan antes de que se resuelva la disparidad. “Necesitamos más de un método, y necesitamos más de tres si queremos poner fin a esta cuestión”, dijo a los delegados en la reunión de Londres.
El cosmólogo George Efstathiou, miembro destacado de la colaboración Planck con base en la Universidad de Cambridge, Reino Unido, ve el vaso medio lleno y dice que los últimos resultados del JWST son notablemente cercanos a los de Planck. “Son 4 km s−1 separados unos de otros, lo cual no es mucho”, dice.
Hiranya Peiris, cosmóloga también de la Universidad de Cambridge, dice que no le sorprendería que las observaciones del Universo reciente terminaran convergiendo con los resultados de Planck del Universo temprano. Pero está de acuerdo en que será crucial añadir una técnica completamente nueva a la mezcla. Observaciones de ondas gravitacionales podría ofrecer un enfoque “limpio” que no sufra los factores de confusión que siempre están presentes cuando se observan estrellas, añade.
Si la discrepancia llegó para quedarse, podría significar que el actual modelo teórico de la expansión del Universo, que se basa en la teoría general de la relatividad de Albert Einstein, debe modificarse. Los teóricos han estado ocupados tratando de encontrar explicaciones para la discrepancia de la constante de Hubble, pero ninguna de ellas es compatible con todos los conjuntos de observaciones, dice Eleonora Di Valentino, cosmóloga de la Universidad de Sheffield, Reino Unido. “Se han propuesto al menos 500 modelos y ninguno de ellos es satisfactorio”.
Este artículo se reproduce con permiso y fue publicado por primera vez el 15 de abril de 2024.