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El cálculo de la constante de Hubble por un nuevo método arroja un valor entre medias de los que forman la «tensión».

Hay una discrepancia en el valor que se calcula para la constante de Hubble según los dos métodos habituales. A esta discrepancia, que no es muy grande, se le ha denominado «tensión».

El parámetro o constante de Hubble nos dice cómo de rápido se expande el Universo. En realidad no es constante, sino que cambia en el tiempo. Para poder comparar se toma el valor de ese parámetro en la actualidad, que depende del modelo cosmológico aceptado.

Una manera de medir la constante es Hubble es usar el valor que tenía el parámetro de Hubble a los 380 000 años tras el Big Bang deducido a partir del Fondo Cósmico de Microondas (FCM) y extrapolar su valor actual con el modelo cosmológico aceptado. Los datos necesarios para esto fueron obtenidos por las misiones WMAP y Planck. El número que se obtiene por este método es de 67,4 km/s por Megaparsec. Es decir, una galaxia que se encuentre a 1 Megaparsec de nosotros se aleja de nosotros, por la expansión de espacio que hay entre medias, a 67,4 km/s. Recordemos que un parsec son 3,26 años luz de distancia.

En realidad debería debería ser fácil medir esto directamente, pues midiendo el desplazamiento al rojo en el espectro de cualquier galaxia se puede saber su velocidad de recesión. Sin embargo, no es fácil medir la distancia a la que se encuentra una galaxia. El eterno problema de la Astrofísica es cómo medir distancias.

El típico truco es usar una candela estándar como las estrellas cefeidas variables. El periodo de cambio de brillo de estas estrellas está relacionado con el brillo intrínseco de la estrella y el aparente se puede medir directamente. La ley geométrica del inverso del cuadrado de la distancia nos permite entonces calcular la distancia. El problema es que medir cefeidas en galaxias remotas no es nada fácil.

En 2001, Wendy Freedman (University of Chicago) dirigió un proyecto para medir precisamente esto con el telescopio espacial Hubble. Concluyeron que la famosa constante valía 72 km/s por Megaparsec.

Otra manera es usar supernovas de tipo Ia, cuyo brillo intrínseco se puede deducir a partir perfil de brillo en el tiempo. Se usa el mismo truco de la ley del inverso del cuadrado de la distancia. La ventaja de este método es que permite usarlo a distancias muy grandes al ser las supernovas objetos muy brillantes. La pega es que no hay supernovas de estas explotando todos los días.

Recientemente Adam Riess (Johns Hopkins University) ha liderado un proyecto denominado SH0ES (Supernovae H0 for the Equation of State) que combina datos de supernovas de tipo Ia y cefeidas. Su equipo llega también a un valor relativamente alto para la constante de Hubble: 74 km/s por Megaparsec.

El problema no sería tal si las barras de error solapasen, pero no solapan y cada vez de hay más espacio entre medias. El desacuerdo sigue ahí. No se sabe si esto se debe a errores sistemáticos en algún método (o en todos) o si hay algo que no comprendemos bien de la evolución cosmológica y la extrapolación desde la época de la recombinación (que es cuando se formó el FCM) hasta ahora la actualidad no sea correcta. Puede que nuestro modelo cosmológico sea incompleto todavía.

Ahora, el equipo de Freedman acaba de publicar un estudio, cuyo artículo ha sido aceptado en Astrophysical Journal, en el que llegan a un valor para la famosa constante que está entre medias de los dos valores discrepantes: 69,8 km/s por Megaparsec.

El nuevo resultado se basa en un método distinto que hace uso de medidas de estrellas rojas gigantes tomadas con el telescopio espacial Hubble.

Las estrellas gigantes rojas son el estadio final de estrellas como nuestro Sol cuando agotan casi todo su combustible termonuclear. Al final sufren un evento catastrófico denominado flash de helio durante el cual la temperatura sube hasta los 100 millones de grados y la estructura de la estrella se reorganiza. El brillo intrínseco se puede calcular y el aparente, que es el que nos permite calcular su distancia, se puede medir.

Según Freedman, la discrepancia no desaparece y que el nuevo resultado todavía sugiere que quizás haya algo que no comprendemos bien acerca del Universo. «Estamos trabajando en la frontera de lo que actualmente se sabe acerca de la Cosmología. Estos resultados sugieren que no tenemos aún un respuesta final. La carga de la prueba es elevada cuando se afirma que una nueva física está en la balanza, pero lo que lo hace más excitante es que, de todos modos, el conflicto se resuelve, lo que es importante. O bien se confirma nuestro modelo cosmológico estándar o bien aprendemos algo nuevo acerca del Universo”, concluye Freedman

La misión WFIRST de la NASA, que se lanzará a mediados de la próxima década, posiblemente permita medir mejor cefeidas, supernovas de tipo Ia y gigantes rojas lejanas, lo que permitirá afinar mejor el valor de la constante de Hubble.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Ilustración: NASA, ESA, W. Freedman (University of Chicago), ESO, Digitized Sky Survey