Un estudio analítico realizado por la Universidad de Chicago para medir la tasa de expansión del universo concluyó que puede que no exista la “tensión de Hubble”.
La «crisis de la cosmología», provocada por diferentes mediciones de la expansión del universo, puede estar cerca de resolverse gracias a… Telescopio espacial James WebbNuevos datos analizados por los científicos sugieren que la turbulencia del Hubble puede no ser tan intensa como se pensaba anteriormente. Esto podría significar que nuestro modelo actual del universo sigue siendo preciso.
Discusión sobre la tasa de expansión del universo.
Sabemos mucho sobre nuestro universo, pero los astrónomos todavía están debatiendo qué tan rápido se está expandiendo. De hecho, durante las últimas dos décadas, las dos formas principales de medir este número (conocida como constante de Hubble) han dado respuestas diferentes, lo que ha llevado a algunos a preguntarse si falta algo en nuestro modelo de cómo funciona el universo.
Nuevos conocimientos del telescopio espacial James Webb
Pero nuevas mediciones realizadas por el poderoso telescopio espacial James Webb sugieren que, después de todo, puede que no haya un conflicto, también conocido como «tensión del Hubble».
En un trabajo presentado a Diario astrofísico, universidad de chicago La cosmóloga Wendy Friedman y sus colegas analizaron los nuevos datos capturados por NASALos científicos han podido medir la distancia a diez galaxias cercanas utilizando el potente telescopio espacial James Webb, y también han podido medir un nuevo valor para la tasa de expansión del universo en la actualidad.
Medido a 70 kilómetros por segundo por megapársecque se superpone con el otro método principal de la constante de Hubble.
«Basándonos en los datos de este nuevo telescopio James Webb y utilizando tres métodos independientes, no encontramos pruebas sólidas de la existencia de la tensión de Hubble», afirmó Friedman, un reconocido astrónomo y profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de Chicago. , nuestro modelo cosmológico estándar para explicar la evolución del universo es firme”.
¿Estrés de Hubble?
Sabemos que el universo se está expandiendo con el tiempo desde 1929, cuando Edwin Hubble (graduado en 1910 por la Universidad de Chicago, doctorado en 1917) hizo mediciones de estrellas que indicaban que las galaxias más alejadas de la Tierra se alejaban de la Tierra más rápidamente que las galaxias cercanas. . Pero es sorprendentemente difícil dar una cifra exacta de qué tan rápido se está expandiendo el universo en este momento.
Este número, conocido como constante de Hubble, es esencial para comprender la historia de fondo del universo. Es una parte fundamental de nuestro modelo de cómo evoluciona el universo con el tiempo.
«Confirmar la realidad del tensor constante de Hubble tendrá importantes consecuencias para la física fundamental y la cosmología moderna», explicó Friedman.
Diferentes formas de medir
Dada la importancia y dificultad de realizar estas mediciones, los científicos las prueban utilizando diferentes métodos para garantizar que sean lo más precisas posible.
Un enfoque importante implica estudiar la luz residual de la estela. gran explosiónconocido como fondo cósmico de microondas. La mejor estimación actual de la constante de Hubble utilizando este método, que es muy preciso, es de 67,4 kilómetros por segundo por megaparsec.
El segundo método importante, en el que se especializa Friedman, es medir directamente la expansión de las galaxias en nuestra vecindad cósmica local, utilizando estrellas cuyo brillo conocemos. Así como las luces de los automóviles parecen más tenues cuando están lejos, las estrellas parecen más tenues a distancias cada vez mayores. Al medir las distancias y velocidades a las que las galaxias se alejan de nosotros, podemos inferir a qué velocidad se expande el universo.
En el pasado, las mediciones realizadas de esta manera dieron un número más alto para la constante de Hubble, más cercano a 74 kilómetros por segundo por megaparsec.
Rompecabezas de tensión del Hubble
Esta diferencia es lo suficientemente grande como para que algunos científicos especulen que puede faltar algo importante en nuestro modelo estándar de la evolución del universo. Por ejemplo, dado que un método analiza los primeros días del universo y el otro analiza la era actual, es posible que algo grande en el universo haya cambiado con el tiempo. Esta aparente discrepancia se conoce como «tensión del Hubble».
Ingrese al telescopio espacial James Webb
El Telescopio Espacial James Webb, o JWST, ofrece a la humanidad una nueva y poderosa herramienta para observar las profundidades del espacio. Lanzado en 2021, el sucesor del Telescopio Hubble, capturó imágenes increíblemente nítidas, reveló nuevos aspectos de mundos distantes, recopiló datos sin precedentes y abrió nuevas ventanas al universo.
Friedman y sus colegas utilizaron el telescopio para realizar mediciones de 10 galaxias cercanas que proporcionan la base para medir la tasa de expansión del universo.
Para verificar sus resultados, utilizaron tres métodos independientes. El primer método utiliza un tipo de estrella conocida como estrella variable cefeida, cuyo brillo cambia de manera predecible con el tiempo. El segundo método se conoce como la “punta de la rama de la gigante roja” y utiliza el hecho de que las estrellas de baja masa alcanzan un límite superior fijo de brillo. El tercer y más reciente método utiliza un tipo de estrella llamada estrella de carbono, que tiene colores y brillo constantes en el espectro de luz del infrarrojo cercano. El nuevo análisis es el primero en utilizar los tres métodos simultáneamente, dentro de las mismas galaxias.
Reevaluación de la constante de Hubble
En cada caso, los valores estaban dentro del margen de error del valor dado por el método del fondo cósmico de microondas de 67,4 kilómetros por segundo por megaparsec.
«Para nosotros, obtener una buena concordancia entre tres tipos muy diferentes de estrellas es un fuerte indicador de que estamos en el camino correcto», dijo Friedman.
La constante de Hubble es esencial para comprender la historia de fondo del universo.
«Las futuras observaciones utilizando el telescopio James Webb serán cruciales para confirmar o refutar la teoría del tensor de Hubble y evaluar las implicaciones para la cosmología», dijo el coautor del estudio Barry Madore de la Universidad de Columbia Británica. Fundación Carnegie para la Ciencia y profesores visitantes de la Universidad de Chicago.
Referencia: “Informe de estado del Programa Chicago-Carnegie Hubble (CCHP): Tres estimaciones astrofísicas independientes de la constante de Hubble utilizando el telescopio espacial James Webb” por Wendy L. Friedman y Barry F. Madore, In-Sung Jang y Taylor J. Hoyt y Abigail J. Lee, Kayla A. Owens, 12 de agosto de 2024, Astrofísica > Cosmología y astrofísica no galáctica.
arXiv:2408.06153
Otros coautores de este artículo fueron el investigador de la UChicago In Sung Jang, Taylor Hoyt (Ph.D. ’22, ahora en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley) y las estudiantes graduadas de la UChicago Kayla Owens y Abby Lee.
Financiamiento: NASA.
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