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30/01/2017
Cosmología
Un método independiente de los usados hasta ahora arroja un valor de la constante de Hubble que vuelve a diferir de las estimaciones basadas en el fondo cósmico de microondas. Los expertos ignoran a qué se debe la diferencia.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
El cuásar RX J1131-1231, situado a unos 8000 millones de años luz de distancia en la constelación de la Copa, ha sido uno de los empleados por la colaboración H0LiCOW para determinar el valor de la constante de Hubble. Debido al efecto de lente gravitacional generado por una galaxia masiva situada en el camino, la luz procedente del cuásar se desvía y genera un total de cuatro imágenes: tres a la izquierda y una a la derecha. La diferencia en los tiempos de llegada de la luz a lo largo de cada uno de los caminos permite obtener una estimación de de H0. [ESA/Hubble, NASA, Suyu et al.]
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La colaboración internacional H0LiCOW (H0 Lenses in COSMOGRAIL’s Wellspring) ha obtenido un nuevo valor para la constante de Hubble (H0), el parámetro que dicta velocidad a la que se expande el universo actual. El resultado coincide con el deducido en los últimos años por otros trabajos, pero vuelve a diferir de manera considerable del que arrojan las mediciones basadas en el fondo cósmico de microondas (CMB), la radiación emitida poco después de la gran explosión. La importancia del nuevo valor radica en que ha sido obtenido mediante una técnica independiente de las empleadas hasta ahora, lo que confirma una vez más la falta de acuerdo en las medidas de H0 basadas en las propiedades del universo actual y las del cosmos primitivo. La discrepancia podría estar apuntando a la existencia de algún problema profundo en el modelo cosmológico estándar, la teoría dominante empleada por los expertos para describir el universo.
Hace tiempo que se sabe que el valor de H0 calculado a partir del CMB no coincide con el deducido por otros métodos. El satélite Planck, el instrumento de la ESA dedicado a medir con detalle las propiedades del CMB, obtuvo en 2015 un valor de H0 de unos 68±1 kilómetros por segundo por megapársec (km/s/Mpc). El año pasado, sin embargo, un estudio basado en la velocidad a la que se alejan de nosotros varias galaxias relativamente cercanas arrojó un valor considerablemente mayor: 73±2 km/s/Mpc. Los expertos ignoran a qué se debe la diferencia, ya que, aunque muy distintos entre sí, ambos métodos tendrían que proporcionar el mismo resultado.
Dando por bueno el modelo cosmológico estándar (un universo plano con constante cosmológica y una gran componente de materia oscura fría), el valor de H0 obtenido ahora por la colaboración H0LiCOW asciende a unos 72±3 km/s/Mpc. El dato confirma las observaciones basadas en el universo local pero vuelve a diferir del calculado a partir del CMB; una discrepancia que, en principio, no puede atribuirse a los errores en las distintas medidas. Los resultados de H0LiCOW han sido presentados en una serie de artículos publicados en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
El interés del nuevo estudio se debe a la técnica empleada para calcular H0. Esta se basa en el efecto de lente gravitacional ejercido sobre la luz procedente de cuásares distantes, galaxias muy brillantes situadas a miles de millones de años luz de distancia. En su recorrido hacia la Tierra, la luz de algunos de estos objetos sufre desviaciones debido al influjo gravitatorio de otras galaxias masivas situadas en el camino, lo que en ocasiones puede generar múltiples imágenes de un mismo cuásar. La luz asociada a cada una de esas imágenes sigue caminos distintos y llega a la Tierra en momentos ligeramente diferentes. Esos retrasos dependen a su vez de la velocidad de expansión del universo, por lo que a partir de ellos puede extraerse el valor de la constante de Hubble. Según los autores del estudio, la nueva técnica puede considerarse la más simple y directa para determinar H0, ya que solo depende de consideraciones geométricas sencillas y de la aplicación de la teoría de la relatividad general de Einstein.
Se espera que en los próximos años se descubran cientos de lentes gravitacionales como las empleadas ahora por la colaboración H0LiCOW, lo que permitirá acotar aún más el valor de la constante de Hubble. Si las discrepancias con los valores obtenidos a partir de las propiedades del CMB persisten, los expertos deberán comenzar a replantearse seriamente la posibilidad de modificar el modelo cosmológico estándar, incluida tal vez la interpretación de la energía oscura como constante cosmológica.
Más información en www.spacetelescope.org y Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
—IyC
