Los científicos han confirmado que el espacio que nos rodea parece estar creciendo más rápido de lo que la física puede explicar, basándose en mediciones precisas de un cúmulo de galaxias a más de 300 millones de años luz de distancia.
Durante casi un siglo, los astrónomos han comprendido que lo que comenzó como una concentración de masa y energía apiñada en un espacio confinado es ahora una deslumbrante extensión de galaxias arrojadas a la deriva sobre un Mar de nada en expansión.
Cómo llegó a ser así depende de una física que apenas entendemos, por supuesto. campos cuánticos inflacionarios superando un notablemente débil fuerza gravitacional, de una energía repulsiva tan misterioso que sólo podemos describirlo como oscuro, y un forma igualmente extraña de atracción que también desafía una explicación fácil.
Si lo ponemos todo junto, nos queda un modelo de un cosmos en expansión que está salpicado bastante uniformemente de lentos cúmulos de materia que podemos ver y otros que no, separados como era de esperar a un ritmo estimado conocido como Constante de Hubble.
Para comprobar nuestras sumas, basta con mirar a nuestro alrededor y medir la velocidad a la que esos cúmulos de materia se alejan en la distancia.
Sólo hay una cosa. Diferentes métodos para medir la constante de Hubble proporcionan resultados diferentes, dando lugar a una ‘tensión’ en cosmología Esto se ha confirmado una vez más como un problema grave.
“La tensión ahora se convierte en crisis”, dice Dan Scolnic de la Universidad de Duke, un físico que dirigió un equipo de verificación de mediciones de un cúmulo de galaxias cercano.
Datos de la Energía Oscura El instrumento espectroscópico se había utilizado en un estudio previo para medir la relación entre el estiramiento del espacio y la distancia precisa al Grupo de comauna concentración de más de 1.000 galaxias conocidas que se estima se encuentra a unos 320 millones de años luz de distancia.
Conocer esta relación con confianza es útil para realizar cálculos similares en otros puntos del espacio, formando efectivamente una escalera de mediciones que se extiende cada vez más hacia la distancia en retirada.
“La colaboración DESI hizo la parte realmente difícil, a su escalera le faltaba el primer peldaño.” dice Escolnico.
“Sabía cómo obtenerlo y sabía que eso nos daría una de las mediciones más precisas de la constante de Hubble que podríamos obtener, así que cuando apareció su artículo, dejé absolutamente todo y trabajé en esto sin parar”.
Scolnic y su equipo utilizaron el espectro de longitudes de onda e intensidades de las galaxias que coincidían con las de una docena. Supernovas de tipo Ia; la radiante agonía de las estrellas que arden de una manera característica que deja clara su distancia.
Utilizando estos marcadores, el equipo confirmó que el cúmulo de Coma se encuentra a 321 millones de años luz de distancia, más o menos en el centro del rango de estimaciones anteriores.
Tener una mayor confianza en esta distancia equivale a una mayor confianza en los cálculos sobre la velocidad a la que se expande el espacio entre aquí y allá, una velocidad de 76,5 kilómetros por segundo por megaparsec. no muy lejos medidas cósmicas similares basadas en cómo creemos que deberían brillar las estrellas en la distancia cercana.
Desgraciadamente, se trata de una cifra muy distinta de las medidas basadas en la estiramiento de la luz antigua partió desde el principio de los tiempos después de eones de expansión, a una velocidad mucho más lenta de 67,4 kilómetros por segundo por megaparsec.
Exactamente por qué existe esta discrepancia es uno de los mayores enigmas de la cosmología moderna. Al encontrar nuevas formas de perfeccionar cada método, se espera identificar un error crítico que resuelva el conflicto o revelar nueva física que arroje el problema bajo una nueva luz.
De cualquier manera, es un desafío que no va a desaparecer pronto.
“Estamos en un punto en el que estamos presionando mucho contra los modelos que hemos estado usando durante dos décadas y media, y estamos viendo que las cosas no coinciden”, dice Escolnico.
“Esto puede estar cambiando la forma en que pensamos sobre el Universo, ¡y es emocionante! Todavía quedan sorpresas en la cosmología, y ¿quién sabe qué descubrimientos vendrán después?”
Esta investigación fue publicada en Las cartas del diario astrofísico.