El Universo se ha estado expandiendo desde el Big Bang. Medir el ritmo al que crece (la llamada constante de Hubble) es esencial para comprender su historia y su futuro. Sin embargo, una extraña discrepancia en las mediciones de esta constante ha desafiado a los científicos durante varios años. Este misterio, apodado la tensión de Hubble, fue revelado por observaciones realizadas por diferentes telescopios, en particular el famoso Telescopio Espacial Hubble. Recientemente, nuevas observaciones del Telescopio James Webb (JWST) no sólo han confirmado la existencia de esta anomalía, sino que también han revelado que bien puede originarse en un aspecto fundamental del propio cosmos.
La constante de Hubble y sus métodos de medición.
La constante de Hubble nos permite cuantificar la velocidad a la que se expande el Universo. Es fundamental determinar su tamaño, edad y desarrollo. Los astrónomos utilizan dos métodos principales para medirlo, cada uno con sus ventajas y limitaciones.
El primer método se basa en el estudio de fondo cósmico de microondas (CMB), una especie de fotografía del Universo temprano tomada unos 380.000 años después del Big Bang. Esta radiación de microondas proporciona información valiosa sobre su estado en ese momento. Utilizando estos datos y modelos teóricos, los investigadores estimaron que la constante de Hubble era aproximadamente 67 kilómetros por segundo por megaparsec (km/s/Mpc). Esto significa que por cada millón de años luz, las galaxias se alejan de nosotros a una velocidad de 67 km/s.
El segundo método, más reciente, se basa en la observación de estrellas variables. Cefeidesestrellas pulsantes cuyo brillo varía regularmente. Estas estrellas sirven como velas estándar que permiten a los astrónomos medir distancias en el Universo más cercano. Al medir el brillo de estas estrellas, los científicos calcularon la constante de Hubble entorno 73 km/s/Mpc. Por lo tanto, esta cifra es significativamente mayor que la obtenida mediante el estudio del fondo cósmico de microondas, lo que crea una divergencia significativa. Es esta diferencia la que constituye la famosa tensión de Hubble.
El papel del telescopio James Webb
Lanzado en 2021, el telescopio espacial James Webb fue diseñado para superar los límites de la precisión de las mediciones astronómicas. Con su capacidad de detección infrarroja y su posición alejada de la Tierra, ofrece una visión del Universo más detallada que nunca. Uno de los objetivos clave de James Webb era medir mejor la constante de Hubble refinando las observaciones de las Cefeidas. Utilizando el JWST, los investigadores pudieron reducir el margen de error de mediciones anteriores de aproximadamente 8 o 9% a sólo 2%.
Gracias a estos datos de alta precisión, los astrónomos han confirmado que la constante de Hubble obtenida mediante el método de las Cefeidas ronda los 73 km/s/Mpc, un valor superior al obtenido con el CMB. Esta confirmación no hizo más que acentuar la tensión entre ambos valores y reforzar la idea de que podría haber un fenómeno aún desconocido en el origen de esta diferencia.
¿Qué explicaciones para la tensión del Hubble?
Ante esta discrepancia, han surgido varias hipótesis para explicar la tensión del Hubble. Una de las vías sugiere que materia oscura o energía oscura primitiva podría ser el responsable de esta anomalía. La idea es que estos fenómenos desconocidos, particularmente en el Universo temprano, podrían haber tenido un impacto importante en la expansión del Universo y, por lo tanto, cambiar su tasa de expansión en momentos cruciales después del Big Bang.
Otras especulaciones van aún más lejos y sugieren nuevas propiedades de la materia, partículas exóticas, incluso modificaciones en las leyes de la física que gobiernan el cosmos a gran escala. También se han propuesto teorías como la existencia de nuevos tipos de partículas o campos magnéticos primordiales para intentar explicar esta discrepancia.
Aunque estas hipótesis son todavía en gran medida especulativas, abren el camino a una investigación fascinante de fenómenos cosmológicos que antes eran inimaginables. Si estas teorías se confirman, podrían alterar nuestras concepciones actuales de la física fundamental.
Un misterio por resolver
El voltaje del Hubble podría ser más que una simple anomalía de medición, sino una Pista crucial para repensar algunas de nuestras teorías cosmológicas más establecidas.. Investigadores como Adam Riess, premio Nobel y autor principal del estudio de la constante de Hubble, señalan que este enigma podría apuntar a un aspecto fundamental del cosmos aún poco comprendido. Según él, la causa de esta discrepancia podría residen en una característica nunca antes vista del Universo.
Los próximos pasos en la investigación no sólo podrían proporcionar una mejor comprensión de esta tensión, sino también cambiar nuestra visión del cosmos. Con su capacidad para recopilar datos precisos, el Telescopio James Webb seguirá desempeñando un papel crucial para desentrañar este misterio. Sin embargo, este fenómeno también podría conducir a descubrimientos que desafíen conceptos fundamentales de la cosmología, o incluso de la propia física.
