Nuevas observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST) ahondan sobre un enigma que ha desconcertado a los cosmólogos durante más de una década: la llamada tensión de Hubble, que se refiere a la discrepancia entre las mediciones de la tasa de expansión del universo en la actualidad y las predicciones basadas en modelos cosmológicos estándar.

Estos hallazgos sugieren que el hecho de que el Universo se expanda más rápido hoy que en sus inicios, hace miles de millones de años, podría deberse a una característica desconocida del universo y no a errores en los instrumentos de medición.

Los datos del JWST corroboran las mediciones previas del Telescopio Espacial Hubble, fortaleciendo la confianza en los métodos empleados para determinar la constante de Hubble, un valor que describe la velocidad a la que el universo se expande. Estas mediciones resultaron ser cruciales para abordar la discrepancia entre los valores observados y las predicciones teóricas.

Expansion Universo
Representación de la evolución del universo a lo largo de 13.770 millones de años. El extremo izquierdo representa el momento más temprano que podemos sondear ahora, cuando un periodo de «inflación» produjo un estallido de crecimiento exponencial en el universo. (Durante los siguientes miles de millones de años, la expansión del universo se ralentizó gradualmente a medida que la materia del universo tiraba de sí misma por efecto de la gravedad. Más recientemente, la expansión ha comenzado a acelerarse de nuevo a medida que los efectos repulsivos de la energía oscura han pasado a dominar la expansión del universo. Crédito: NASA / Goddard Space Flight Center

El equipo liderado por el Nobel Adam Riess utilizó tres métodos diferentes para medir distancias galácticas, basándose en datos recopilados por ambos telescopios. Los resultados muestran una notable coherencia, con diferencias inferiores al 2% entre mediciones. Esto prácticamente elimina la posibilidad de que la discrepancia en los valores de la constante de Hubble se deba a errores en las observaciones del telescopio Hubble.

A pesar de la precisión alcanzada, persiste una diferencia sustancial entre las observaciones y las predicciones del modelo estándar de cosmología. Este modelo, que se basa en datos del fondo cósmico de microondas —la radiación remanente del Big Bang—, sugiere un valor de la constante de Hubble de entre 67 y 68 kilómetros por segundo por megapársec. En contraste, las observaciones del universo cercano dan valores consistentemente mayores, alrededor de 72 a 76 km/s/Mpc, con un promedio de 73 km/s/Mpc.

Esta discrepancia de aproximadamente 5-6 km/s/Mpc es demasiado significativa para ser atribuida a errores metodológicos. Según los investigadores, podría indicar vacíos en nuestra comprensión de la física del universo, especialmente sobre la influencia de componentes misteriosos como la energía oscura y la materia oscura, que constituyen el 96% del contenido del cosmos.

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Tres vistas de NGC 4258, también conocida como Messier 106, que se encuentra a unos 23 millones de años-luz de distancia en la constelación de Canes Venatici. Las dos primeras imágenes la muestran en luz visible vista por el Observatorio Nacional de Kitt Peak y el telescopio espacial Hubble. La imagen de la derecha es del telescopio espacial James Webb en el infrarrojo. Crédito: ESA/WEBB, NASA & CSA, J. Glenn, KPNO/NOIRLAB/NSF/AURA / The Hubble Heritage Team (STSCI/AURA)

Algunos científicos proponen que el conflicto entre mediciones podría deberse a propiedades aún desconocidas de la materia oscura, partículas exóticas o incluso modificaciones en las leyes físicas vigentes. Otra teoría sugiere la existencia de una forma de “energía oscura temprana” que habría acelerado la expansión del universo poco después del Big Bang.

Marc Kamionkowski, cosmólogo de la Universidad Johns Hopkins, explica que resolver esta tensión podría abrir puertas a una física más avanzada. Quizás estamos pasando por alto un ingrediente clave en la evolución temprana del universo. Este enigma ofrece a los teóricos un vasto terreno para ser creativos, señala.

Aunque la constante de Hubble no afecta directamente nuestra vida cotidiana, su importancia radica en que describe cómo el universo evoluciona a gran escala. Es un pilar fundamental para mapear la estructura cósmica, comprender la expansión del espacio y calcular eventos cruciales en la historia del universo, como el tiempo transcurrido desde el Big Bang.

Las recientes observaciones del JWST, junto con su capacidad para observar el universo en alta definición, marcan un hito en la investigación cosmológica. A medida que se recopilan más datos, los científicos esperan aclarar si la tensión de Hubble revela un fallo en los modelos actuales o señala un fenómeno completamente nuevo en el cosmos.

FUENTES

Johns Hopkins University

Adam G. Riess, Dan Scolnic, et al., JWST Validates HST Distance Measurements: Selection of Supernova Subsample Explains Differences in JWST Estimates of Local H0. ApJ 977 120. DOI 10.3847/1538-4357/ad8c21

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