Las medidas de la constante Hubble tomadas en el Universo local no coinciden con el valor calculado a partir del fondo cósmico de microondas.
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La constante de Hubble nos dice cómo es la expansión de Universo, nos dice, en concreto, cuál es la velocidad de recesión de las galaxias en función de la distancia a la que se encuentran. Se asume que esta relación es lineal y que la constante de proporcionalidad es precisamente la constante de Hubble o H0.
Cuando se diseñó el telescopio espacial Hubble se hizo con una meta principal en mente: determinar el valor de H0 con una precisión de, al menos, un 10%.
La idea era usar el método de las cefeidas variables, que son unas candelas estándar, para determinar ese valor. Gracias a este método, al Hubble y a otros telescopios, se ha podido recientemente determinar muy bien su valor: 71 km/s por megaparsec (Mpc). Es decir, que una galaxia situada a 3.260.000 años luz se aleja de nosotros a 71 km/s. El doble si está al doble de esa distancia y así sucesivamente. No hace falta decir que no se trata de un movimiento real, sino que el espacio que media entre esa galaxia y nosotros se expande.
Ahora, empleando precisamente el telescopio Hubble, el telescopio Keck, el VLT del ESO, el Subaru y el Gemini, pero usando otro método, en concreto el de las lentes gravitatorias, el equipo internacional H0LiCOW (parecen tener sentido del humor) ha determinado con gran precisión el valor de la constante de Hubble, llegando a un valor de H0=71.9±2.7 km/s por Mpc. Este resultado aparecerá en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Este valor coincide con el obtenido por otros métodos, como el de las cefeidas o en supernovas de tipo Ia. Sin embargo, no coincide con el valor de esa constante calculado a partir de los datos del fondo cósmico de microondas tomados por el satélite Planck y similares, que es de H0=66.93±0.62 km/s por Mpc.
Es decir, las medidas de la constante Hubble tomadas de forma independiente en el Universo local coinciden entre sí, pero estas no coinciden con el valor calculado a partir del FCM. No parece mucha diferencia, pero es suficiente para hacer sospechar a los astrofísicos que hay algo que quizás no comprendamos bien.
Para rizar más el rizo, el valor de H0 medido por la misión Planck encaja con la comprensión actual que tenemos del Cosmos, pero el valor medido por los otros métodos no al no estar en consonaría con los modelos teóricos que tenemos del Universo.
En este caso se ha usado el método de las lentes gravitatorias, algo predicho por la Relatividad General, pero que podemos ahora ver de forma rutinaria. Si una galaxia lo suficientemente masiva se situada entre nosotros y un quasar lejano (el núcleo de una galaxia activa) hará las veces de lente, haciendo converger la luz del quasar lejano, por lo que veremos imágenes de este objeto que de otro modo serían imposibles de ver debido a la gran distancia a la que se encuentra. Todo ello es posible porque la galaxia intermedia curva el espacio y esta región de espacio se comporta como una lente, pues la luz no puede abandonar el espacio por donde viaja.
Como las galaxias intermedias no crean una distorsión perfectamente esférica del espacio que las rodea y la alineación tampoco es perfecta se pueden tener varias imágenes del quasar lejano que vienen por distintos caminos de distinta longitud (ver foto de cabecera). Como los quasars pueden variar su brillo en el tiempo, se puede determinar entonces los distintos tiempos correspondientes a cada imagen. Estos tiempos o retrasos permiten determinar la constante de Hubble. Es decir, esta constante es calculada en el universo local, aunque la referencia usada sea remota (el quasar).
La ventaja de este método es que además es casi independiente de las proporciones que haya de materia ordinaria, oscura y energía oscura. El equipo H0LiCOW ha estudiado tres de estos casos.
La constante de Hubble es crucial en la moderna Cosmología y su valor puede confirmar o refutar los modelos e ideas que tengamos del Universo, además de determinar la edad del mismo.
La discrepancia podría ser una pista de una nueva física más allá del modelo cosmológico estándar. La medida tomada por Planck descansa en ciertos supuestos, como, por ejemplo, que el Universo sea plano. Quizás alguna o algunas de esas suposiciones sean falsas. O puede ser que todo se deba a fluctuaciones estadísticas en los datos.
En Astrofísica, cuando las barras de error disminuyen siempre se puede ver algo interesante. Así que el equipo H0LiCOW planea reducir el error actual (3,8%) mucho más estudiando 100 casos de lentes gravitatorias.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=5298 [1]
Fuentes y referencias:
Nota de prensa. [2]
Foto: NASA, ESA, Suyu (Max Planck Institute for Astrophysics), Auger (University of Cambridge).