Una vez más, una nueva medición de la expansión cósmica anima a los astrónomos a reconsiderar el modelo cosmológico estándar. El problema es la constante de Hubble y la energía oscura. Si bien tenemos una amplia comprensión de la energía oscura, precisar el valor de la constante de Hubble ha sido un problema, ya que las diferentes mediciones obtienen resultados diferentes. Ahora se ha publicado un nuevo estudio que complica aún más las cosas.
El modelo estándar de cosmología se conoce como el modelo Lambda Cold Dark Matter (LCDM). Lambda representa la constante cosmológica de Einstein en su teoría de la relatividad. Esta constante es otra forma de escribir la constante de Hubble. En el modelo estándar, la expansión cósmica es una propiedad inherente del espacio y el tiempo, y el valor de la constante de Hubble nos da su tasa cósmica.
Si el modelo estándar es correcto, entonces la constante de Hubble debería tener un valor único. Es sólo una cuestión de determinar lo que es. Y aquí es donde radica el problema. La forma original de encontrar el valor es la forma Hubble lo hizo. Simplemente compare la distancia de una galaxia determinada por estrellas variables o supernovas con el corrimiento al rojo de la galaxia, que nos dice el movimiento relativo de la galaxia con respecto a nosotros. El valor actual de este método es de aproximadamente 71 – 75 (km/s)/Mpc.
Otro método común analiza el fondo cósmico de microondas (CMB). Este brillo remanente del Big Bang ha pequeñas fluctuaciones de temperatura a determinadas escalas. Fueron causados por la formación durante el estado denso y caliente del universo primitivo, y se extendieron a medida que el universo se expandía. Al medir la escala en la que estas fluctuaciones son más comunes, podemos determinar la tasa de expansión cósmica. Este método da un valor de Hubble de alrededor de 67 – 68 (km/s)/Mpc.
Estos dos resultados se contradicen. A los astrónomos les gusta decir que los resultados están en tensión entre sí, pero esa es solo una forma elegante de decir que no están de acuerdo. Pero estos son solo dos métodos, por lo que los astrónomos han estado buscando otras formas de medir la constante de Hubble, con la idea de que deberían comenzar a agruparse en torno a un valor común. A principios de este mes escribí sobre un método que usaba el agrupamiento de galaxias a gran escala, conocido como Oscilaciones acústicas bariónicas (BAO). Dio un resultado que coincidía con el método de la supernova.
Este nuevo estudio es una cuarta forma de medir la constante de Hubble. Mira la luz de los másers astronómicos. Un maser o MASER es la emisión estimulada de luz de microondas. Es como un láser, pero con luz de radio de microondas en lugar de luz visible, y al igual que los láseres, los másers emiten una luz extremadamente coherente y monocromática. Esto permite a los astrónomos realizar mediciones de corrimiento al rojo extremadamente precisas. Los máseres astronómicos son producidos por el agua que orbita alrededor de los agujeros negros supermasivos de las galaxias, por lo que te dan el corrimiento al rojo de la galaxia.
También dan a los astrónomos la distancia de la galaxia. El agua orbita el agujero negro como parte del disco de acreción, por lo que un lado del disco orbita hacia nosotros, mientras que el otro lado orbita alejándose de nosotros. Entonces, no solo hay un desplazamiento hacia el rojo general de la galaxia, hay un desplazamiento hacia el azul y un desplazamiento hacia el rojo relativos a ambos lados del agujero negro. Medir el ancho entre ambos lados nos da el tamaño aparente del disco de acreción, y la velocidad orbital nos da el tamaño real. Comparar los dos nos da la distancia del agujero negro y, por lo tanto, de la galaxia.
Este método máser nos da las mismas medidas que el método supernova, pero es completamente independiente. El resultado máser es 72 – 77 (km/s)/Mpc. Si bien este resultado se superpone con el método de supernova, está aún más lejos del método CMB. En lugar de agruparse en torno a un solo valor, los nuevos métodos parecen estar ampliando la brecha entre los resultados.
En este punto, no se puede evitar el hecho de que algo no está bien en el modelo estándar. La respuesta está ahí fuera, pero por ahora sigue aludiéndonos.
Referencia: Pesce, DW, et al. “El proyecto de cosmología megamaser. XIII. Restricciones constantes de Hubble combinadas.” Las cartas del diario astrofísico 891.1 (2020): L1.
