En diciembre de 2021, se lanzó el telescopio espacial James Webb como parte de un proyecto para comprender los primeros momentos del Universo. La idea es que el James Webb permitiría observar galaxias muy lejanas, lo que mostraría cómo era el Universo durante los primeros cientos de millones de años. Esto es posible gracias a la capacidad del telescopio para observar longitudes de onda infrarrojas.
Con observaciones de un Universo tan joven, el James Webb permitiría comprender cómo ha evolucionado el Universo a lo largo de estos 13.800 millones de años. Uno de los conceptos más importantes es la tasa de expansión del Universo, que indica qué tan rápido se expande el espacio-tiempo. La constante de Hubble se utiliza para describir esta velocidad y se basa en la relación entre la velocidad de las galaxias y sus distancias al Sistema Solar. Sin embargo, determinar este valor con precisión es un desafío en astronomía, conocido como el “voltaje del Hubble”.
Utilizando datos del James Webb, los astrónomos pudieron calcular una nueva estimación de la constante de Hubble. Según los resultados obtenidos, el valor es prácticamente idéntico al determinado con el telescopio Hubble, lanzado en los años 90 con este propósito específico. Esta confirmación de los datos del Hubble constituye un paso adelante en la comprensión de la expansión del Universo y quizás podría ayudar a resolver la actual crisis cosmológica.
Constante de Hubble
La constante de Hubble es una medida importante en cosmología porque describe la tasa de expansión del Universo. Fue propuesto por el astrónomo Edwin Hubble en 1929 cuando observó por primera vez que cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se aleja de nosotros. Esta observación fue una de las primeras en demostrar que el Universo se está expandiendo, cambiando para siempre el curso de la cosmología.
La constante de Hubble se define como la relación entre la velocidad a la que se aleja una galaxia y su distancia a la Vía Láctea.
Aunque parezca sencillo, medir la constante de Hubble sigue siendo un gran desafío en cosmología, ya que requiere datos extremadamente precisos. Para este cálculo se utilizan varios métodos, siendo el más conocido el uso de supernovas de tipo Ia. Además, también se puede utilizar el fondo cósmico de microondas (CMB). Sin embargo, los resultados obtenidos por diferentes métodos presentan desviaciones, generando una tensión llamada “tensión de Hubble”.
Crisis cosmológica
La “tensión del Hubble” es parte de un fenómeno más amplio conocido como crisis cosmológica, donde los datos observacionales divergen de los modelos teóricos. Por ejemplo, uno de los principales métodos de cálculo que utiliza supernovas proporciona un valor de aproximadamente 73 km/s/Mpcmientras que otro método, basado en el fondo cósmico de microondas, proporciona 67 km/s/Mpc. Aunque cercanos, estos valores presentan una diferencia significativa para los modelos cosmológicos.
Lo sorprendente es que ambos métodos son precisos, pero la divergencia persiste. Algunos astrofísicos sugieren que estas discrepancias podrían revelar limitaciones en el modelo cosmológico estándar, mientras que otros creen que el problema podría estar en los datos o en nuestra línea de visión desde la Vía Láctea. La esperanza es que con los nuevos telescopios los datos sean aún más fiables, lo que permitirá resolver gradualmente la crisis cosmológica.
La controversia en torno al JWST
Los resultados del JWST están llamando la atención porque el telescopio ya fue objeto de controversia a mediados de 2022. Cuando se publicaron los primeros resultados del telescopio, circularon varios canales y noticias que afirmaban que había “confirmado que el Big Bang no existió”. Sin embargo, las acusaciones eran incorrectas y surgieron tras interpretaciones erróneas de algunos artículos publicados en ese momento.
La razón fue que los datos del JWST mostraron galaxias más grandes y más evolucionadas de lo esperado para el Universo temprano. Los astrónomos han publicado artículos argumentando que es necesario revisar la teoría de la formación y evolución de las galaxias. Esta área de la astronomía siempre ha sido tema de debate y uno de los objetivos del JWST era comprender mejor cómo se formaron las galaxias en el Universo temprano. Ninguno de los datos proporciona evidencia en contra del modelo del Big Bang.
Nuevo resultado
Un artículo publicado recientemente utilizó datos del JWST sobre estrellas variables y supernovas de tipo Ia. Estos objetos funcionan como “velas estándar” porque su brillo está bien descrito en teoría y midiendo el brillo aparente, es posible calcular la distancia del objeto. El grupo utilizó estas observaciones para calcular la constante de Hubble.
Los investigadores obtuvieron una estimación de 72,6 ± 2,0 km/s/Mpc, valor muy cercano al obtenido por los datos del telescopio Hubble que estima un valor de 72,8 km/s/Mpc. Incluso con el número limitado de observaciones de supernovas realizadas por el JWST, los resultados iniciales ya indican coherencia entre las estimaciones de los dos telescopios. Esta coherencia es importante en cosmología y se espera que cuando haya más datos disponibles se realice un nuevo cálculo.
Entonces, ¿sucedió el Big Bang?
La teoría del Big Bang es la explicación del comienzo del Universo y fue propuesta a raíz de varias observaciones que demostraron que el Universo se está expandiendo. Desde las observaciones de Hubble en la década de 1920, otras observaciones han seguido confirmando la teoría del Big Bang. Uno de ellos es el descubrimiento en 1965 de la radiación cósmica de fondo de microondas, que sería un “eco” de los primeros momentos del Universo.
Otras observaciones, como las proporciones de elementos como el hidrógeno y el helio, concuerdan con cálculos basados en la teoría del Big Bang. Diferentes experimentos y observaciones precisas están de acuerdo con las predicciones de esta teoría. E incluso si una observación la contradice, no es suficiente para revertir fácilmente la teoría del Big Bang, ya que es muy sólida.
Referencia del artículo:
Riess et al. 2024 JWST valida las mediciones de distancia del HST: la selección de una submuestra de supernova explica las diferencias en las estimaciones de JWST de H0 local El diario astrofísico
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