Sabemos que el universo está expandiéndose, pero los científicos no se ponen de acuerdo en la velocidad a la que lo hace. Algunos piensan que se mueve a 73 kilómetros por segundo por megaparsec, mientras que otros consideran que las galaxias en el espacio-tiempo no se están moviendo en absoluto. Sin embargo, la respuesta más precisa está justo en la mitad de estas estimaciones.
Un equipo de investigadores ha aplicado una nueva técnica, que involucra medir la luz de las supernovas en explosión, para estimar el tamaño del cosmos. Como resultado, han determinado que el universo está creciendo a una velocidad de 66,6 km/s/Mpc con una incertidumbre del 7%. Un megaparsec equivale a 3,26 millones de años luz en la astronomía, por lo que podríamos decir que fuera de la Tierra todo se está expandiendo más rápido que la luz.
Ahora bien, lejos de ser una gran noticia, esta nueva medida ha causado un nuevo debate en la comunidad científica.
Cinco veces la misma supernova
En astronomía, el valor de la aceleración a la que se expande el universo se llama constante de Hubble y se calcula de dos formas. Normalmente se utiliza el fondo cósmico de microondas, la radiación que comenzó a fluir libremente después del Big Bang, para hacer la estimación. Sin embargo, también puede medirse la tasa de expansión del cosmos a partir de observaciones de supernovas cercanas.
A principios de 1908, la astrónoma Henrietta Leavitt encontró una manera de medir el brillo intrínseco de un tipo de estrella llamada variable Cefeida. Las cefeidas se vuelven más brillantes y más tenues en un ciclo regular, y sabemos que la luz se desvanece proporcionalmente a su distancia, en algo llamado la ley del inverso del cuadrado de la luz. Por lo tanto, estos cambios podrían determinar qué tan lejos está un punto de luz de otro en el cosmos.
Para demostrarlo, los astrónomos del proyecto SH0ES emplearon Cefeidas en un tipo de supernova descubierta en 2014.
El equipo tomó imágenes de la supernova en dos momentos separados por un año a través de una lente gravitatoria. Es decir, un fenómeno que se crea por una concentración de materia muy grande que curva el espacio a su alrededor. Fue gracias a esto que, en lugar de una sola supernova, se consiguió ver cinco.
¿Cómo sucedió esto? La luz de la supernova salió en todas direcciones, pero viajó por el espacio deformada por los enormes campos gravitatorios de un enorme cúmulo de galaxias. De esta manera la trayectoria de la luz terminó llegando a la Tierra por múltiples rutas.
¿Qué sabemos sobre cómo se expande el universo?
Estas observaciones sugieren que, durante ese lapso de tiempo, el universo se expandió varias veces. Esto debido a que cada aparición de la supernova había llegado a través de un camino diferente a través del universo. Si el camino se mantuviera constante en el tiempo, la luz no debería cambiar su trayectoria.
“Imagina tres trenes saliendo de la misma estación al mismo tiempo. Sin embargo, uno va directo a la siguiente estación, el otro hace un amplio recorrido por la sierra, y otro por la costa. Todos salen y llegan a las mismas estaciones, pero hacen viajes diferentes y así, aunque salen a la misma hora, llegarán a horas diferentes”.
Patrick Kelly, profesor de astrofísica de la Universidad de Minnesota
Al medir la evolución de esta supernova, los astrónomos estimaron que el valor de la constante de Hubble es de 66,6 km/s/Mpc. Por lo tanto, aunque estos nuevos cálculos no zanjan el debate, sí sitúan a los físicos más cerca de entender cómo evoluciona el universo.
Si este valor se mantiene, nos obligaría a repensar nuestras teorías sobre la naturaleza de la misteriosa materia oscura, que representa el 85% del universo, así como el llamado modelo estándar de la cosmología. Esto debido a que muchos cálculos se han realizado tomando en cuenta los 73 km/s/Mpc.
No obstante, la mejor forma de hallar la verdadera velocidad de expansión del cosmos es echando más leña al fuego con nueva medición.
Referencias:
The Magnificent Five Images of Supernova Refsdal: Time Delay and Magnification Measurements https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac4ccb
How fast is the universe really expanding? Multiple views of an exploding star raise new questions https://theconversation.com/how-fast-is-the-universe-really-expanding-multiple-views-of-an-exploding-star-raise-new-questions-205242
