Recientemente, investigadores de la Universidad de Tokio (Jap\u00f3n), han logrado medir la expansi\u00f3n del universo<\/b> utilizando t\u00e9cnicas innovadoras y nuevos datos de los telescopios m\u00e1s modernos.<\/p>\n
Tal y como se recoge en ‘Astronomy and Astrophysics’<\/b>, su m\u00e9todo aprovecha la forma en que la luz de objetos extremadamente distantes toma m\u00faltiples v\u00edas para llegar hasta nosotros<\/b>. Las diferencias en estas v\u00edas ayudan a mejorar los modelos sobre lo que sucede a las escalas cosmol\u00f3gicas m\u00e1s grandes, incluida la expansi\u00f3n.<\/p>\n
Existe una importante y no resuelta controversia en cosmolog\u00eda respecto a la velocidad de expansi\u00f3n del universo, y resolverla podr\u00eda revelar nueva f\u00edsica. Los astr\u00f3nomos buscan constantemente nuevas formas de medir esta expansi\u00f3n<\/b> por si acaso existen errores desconocidos en los datos de marcadores convencionales como las supernovas.<\/p>\n
El universo es grande y se est\u00e1 haciendo cada vez m\u00e1s grande. Si bien no se sabe cu\u00e1n grande es, si se conoce a qu\u00e9 velocidad se expande. Sin embargo, no es sencillo, ya que la expansi\u00f3n parece m\u00e1s r\u00e1pida cuanto m\u00e1s lejos observamos. Por cada 3,3 millones de a\u00f1os luz (o un megap\u00e1rsec) de distancia, vemos cosas a esa distancia alejarse a una velocidad creciente de unos 73 kil\u00f3metros por segundo<\/b>. En otras palabras, la tasa de expansi\u00f3n del universo es de 73 kil\u00f3metros por segundo por megap\u00e1rsec (km\/s\/Mpc), tambi\u00e9n conocida como la constante de Hubble.<\/p>\n
Existen diferentes maneras de determinar la constante de Hubble<\/b>, pero hasta ahora, todas se han basado en las llamadas escalas de distancia. Se trata de fen\u00f3menos como las supernovas o las estrellas variables cefeidas, que se cree que se comprenden lo suficiente como para que su presencia, incluso en otras galaxias, nos permita obtener mediciones precisas sobre ellas, incluyendo sus distancias<\/b>. Tras observar suficientes de estas estrellas a lo largo de las d\u00e9cadas, la constante de Hubble se ha visto cada vez m\u00e1s limitada. Sin embargo, siempre ha existido cierta duda sobre este m\u00e9todo, por lo que los cosm\u00f3logos agradecen las mejoras.<\/p>\n
En su \u00faltimo art\u00edculo, un equipo de astr\u00f3nomos, entre ellos el profesor adjunto del proyecto Kenneth Wong y el investigador postdoctoral Eric Paic, del Centro de Investigaci\u00f3n para el Universo Temprano de la Universidad de Tokio, demostr\u00f3 con \u00e9xito un m\u00e9todo conocido como cosmograf\u00eda<\/b> de retardo temporal que, seg\u00fan creen, puede mitigar la dependencia de las escalas de distancia y deber\u00eda tener ramificaciones en otras \u00e1reas de la cosmolog\u00eda.<\/p>\n
C\u00f3mo medir la constante Hubble<\/p>\n
\u00abPara medir la constante de Hubble mediante cosmograf\u00eda de retardo temporal, se necesita una galaxia muy masiva que pueda actuar como una lente<\/b>\u00ab, comenta Wong. \u00abLa gravedad de esta ‘lente’ desv\u00eda la luz de los objetos que se esconden tras ella, por lo que vemos una versi\u00f3n distorsionada de ellos. Esto se denomina efecto de lente gravitacional. Si las circunstancias son las adecuadas, veremos m\u00faltiples im\u00e1genes distorsionadas, y cada una habr\u00e1 tomado un camino ligeramente diferente para llegar hasta nosotros, con tiempos distintos.<\/p>\n
Al buscar cambios id\u00e9nticos en estas im\u00e1genes que est\u00e9n ligeramente desfasadas, podemos medir la diferencia de tiempo que tardaron en llegar hasta nosotros. Combinar estos datos con estimaciones de la distribuci\u00f3n de la masa de la lente gal\u00e1ctica<\/b> que los distorsiona nos permite calcular la aceleraci\u00f3n de objetos distantes con mayor precisi\u00f3n. La constante de Hubble que medimos se encuentra dentro de los rangos admitidos por otros m\u00e9todos de estimaci\u00f3n\u00bb.<\/p>\n
En cuanto a por qu\u00e9 los investigadores se esfuerzan tanto solo para encontrar una cifra que ya conocen, esto tiene que ver con algo crucial para comprender la historia del universo, que actualmente sigue sin resolverse. Ese valor de 73 km\/s\/Mpc para la constante de Hubble es correcto<\/b> bas\u00e1ndose en observaciones de objetos cercanos, pero existen otras formas de medir la tasa de expansi\u00f3n c\u00f3smica que tambi\u00e9n pueden analizar datos del pasado distante, en particular la radiaci\u00f3n que impregna el universo resultante del Big Bang, tambi\u00e9n conocida como el fondo c\u00f3smico de microondas (CMB).<\/p>\n
Por ello, cuando los investigadores utilizan el CMB para calcular la constante de Hubble<\/b>, obtienen un valor inferior de 67 km\/s\/Mpc. Esta discrepancia se denomina tensi\u00f3n de Hubble, y el trabajo de Wong, Paic y sus colaboradores ayuda a aclarar su naturaleza, ya que a\u00fan existe la duda de si podr\u00eda ser algo m\u00e1s que el resultado de un error experimental.<\/p>\n
\u00abNuestra medici\u00f3n de la constante de Hubble es m\u00e1s consistente con otras observaciones actuales y menos consistente con las mediciones del universo temprano. Esto evidencia que la tensi\u00f3n de Hubble podr\u00eda surgir de la f\u00edsica real <\/b>y no solo de una fuente de error desconocida en los diversos m\u00e9todos\u00bb, informa Wong. \u00abNuestra medici\u00f3n es completamente independiente de otros m\u00e9todos, tanto del universo temprano como del tard\u00edo, por lo que, si existen incertidumbres sistem\u00e1ticas en estos m\u00e9todos, no deber\u00edamos vernos afectados por ellas\u00bb.<\/p>\n
\u00abEl objetivo principal de este trabajo era mejorar nuestra metodolog\u00eda, y ahora necesitamos aumentar el tama\u00f1o de la muestra para mejorar la precisi\u00f3n<\/b> y determinar con certeza la tensi\u00f3n de Hubble\u00bb, detalla Paic. \u00abActualmente, nuestra precisi\u00f3n es de alrededor del 4,5%, y para determinar con precisi\u00f3n la constante de Hubble a un nivel que confirme definitivamente la tensi\u00f3n de Hubble, necesitamos alcanzar una precisi\u00f3n de alrededor del 1% al 2%\u00bb.<\/p>\n
El equipo conf\u00eda en que tales mejoras de precisi\u00f3n son posibles. El estudio actual utiliz\u00f3 ocho sistemas de lentes de retardo temporal, cada uno de los cuales ocluye un cu\u00e1sar distante (un agujero negro supermasivo que acumula gas y polvo<\/b>, lo que le da un brillo intenso), y nuevos datos de los telescopios espaciales y terrestres m\u00e1s recientes, incluido el Telescopio Espacial James Webb. El equipo pretende aumentar el tama\u00f1o de la muestra, as\u00ed como mejorar otras mediciones y descartar cualquier error sistem\u00e1tico a\u00fan no explicado.<\/p>\n
Una de las mayores fuentes de incertidumbre es que desconocemos con exactitud c\u00f3mo se distribuye la masa en las galaxias lente<\/b>. Generalmente se asume que la masa sigue un perfil simple consistente con las observaciones, pero es dif\u00edcil estar seguro, y esta incertidumbre puede influir directamente en los valores que calculamos -incide Wong-.<\/p>\n
La tensi\u00f3n de Hubble es importante, ya que podr\u00eda indicar una nueva era en la cosmolog\u00eda que revele nueva f\u00edsica<\/b>. Nuestro proyecto es el resultado de d\u00e9cadas de colaboraci\u00f3n entre m\u00faltiples observatorios e investigadores independientes, lo que resalta la importancia de la colaboraci\u00f3n internacional en la ciencia.<\/p>\n
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