Se trata de una de las cuestiones sin resolver más importantes de la Cosmología. Sabemos que el Universo se expande continuamente, y también que esa expansión se acelera, lo que implica que los objetos como galaxias se alejan cada vez más entre sí, pero hasta ahora no hemos conseguido averiguar exactamente a qué ritmo el Universo se está haciendo cada vez más grande.

El problema es que se utilizan dos métodos diferentes para estimar esa tasa de expansión, pero los resultados de ambos no coinciden, de modo que no sabemos cuál de los dos, si es que alguno lo es, podría ser el correcto. Lo que parece claro es que “algo” se nos está escapando o que, como mínimo, no comprendemos tan bien las cosas como creíamos. Y ahora, dos nuevos intentos de medir aún con mayor precisión la tasa de expansión cosmológica no han hecho más que complicar más aún las cosas.

El ritmo al que la expansión del Universo se está acelerando viene descrito por un número llamado constante de Hubble. Y, como se ha dicho, hay dos formas de estimar el valor de esa constante. La primera se basa en mediciones del fondo cósmico de microondas (CMB), la tenue radiación residual que queda del Big Bang y que permea el Universo entero; la segunda se cimenta en la observación de supernovas y otros objetos relativamente cercanos y comprueba cómo de rápido la expansión cósmica los está alejando de nosotros.

La cuestión es que según los datos del CMB, el Universo se estaría expandiendo un 9% más despacio de lo que sugieren las observaciones de supernovas. Y eso es un verdadero problema.

Primer estudio: los datos del CMB son correctos

En un artículo firmado por más de 50 investigadores y recién aparecido en el servidor de prepublicaciones ArXiv, Simone Aiola, del Instituto Flatiron, de Nueva York, y sus colegas han utilizado el Atacama Cosmology Telescope, en Chile, para realizar nuevas y más precisas mediciones del CMB. Con ellas calcularon el valor de la constante de Hubble y hallaron un valor que concuerda con las anteriores medidas del fondo de microondas tomadas por el satélite Planck y que, por supuesto difiere del valor calculado a partir del alejamiento de supernovas.

“La tensión (entre los dos métodos) -explica Aiola- parece ser muy real, porque ahora el CMB cuenta con dos conjuntos de mediciones (las del satélite Planck y las de este estudio) que entran en conflicto con las observaciones locales. Si nuestro nuevo valor hubiera estado entre el calculado por el Planck y las mediciones locales, habría aumentado mucho el desorden”.

En otras palabras, esta investigación parece reforzar el argumento de que el valor CMB de la constante de Hubble es el correcto, lo que implicaría que las observaciones locales (de supernovas cercanas) estaban equivocadas. Por supuesto, también existe la posibilidad de que, en realidad, ambos valores difieren porque estamos ante una “nueva física” que aún no comprendemos.

Segundo estudio, probando con ondas gravitacionales

El segundo trabajo, capitaneado por Antonella Palmese, del Fermi National Accelerator Laboratory, en Illinoiis, y también publicado en ArXiv, es el primer intento de resolver el problema con un tercer método no probado hasta ahora y basado en las ondas gravitacionales, las ondulaciones en el espacio tiempo causadas por objetos masivos que, como las ondas del agua en un estanque, recorren todo el Universo. Para ello, los investigadores utilizaron los datos de tres fusiones de objetos masivos recogidos por los detectores LIGO, en Estados Unidos, y Virgo, en Italia.

Y esta vez hallaron un valor para la constante de Hubble que está justo entre los hallados por los otros dos métodos, lo que significa que es compatible con ambos. Palmese, sin embargo, advierte que se trata de un primer intento y que, por lo tanto, los datos recogidos no son aún lo suficientemente precisos, algo que espera resolver con la nueva tanda de observaciones de LIGO y Virgo, actualmente retrasada por la pandemia de coronavirus.

Según la investigadora, el nuevo método podría ayudar a identificar cualquier problema que puedan tener las otras mediciones: “el valor debe estar muy cerca de las mediciones locales, pero no se basa en el mismo tipo de observación, por lo que si existe algún tipo de problema con esas mediciones deberíamos poder encontrarlo con las ondas gravitacionales”.

Si una vez hechas esas nuevas mediciones las contradicciones persisten, podría deberse a que existe algún tipo de mecanismo aún no identificado que, de algún modo, cambió el valor de la constante de Hubble entre el momento en que se emitió la luz en el CMB y el presente. ¿Pero a qué pudo deberse ese cambio? Las conjeturas sobre esa “nueva física” que se nos podría estar escapando van desde propiedades inesperadas de la materia y la energía oscuras hasta la posibilidad de que podamos estar viviendo en un extraño rincón del Universo, donde las cosas no funcionan como en el resto.

El problema, pues, persiste, y las dos nuevas mediciones no hacen más que confirmarlo. Puede que para resolver de una vez la cuestión necesitemos una teoría completamente nueva…

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