El universo se estaría expandiendo más rápido de lo esperado, según la NASA

El estudio del espacio no solo atrapa a los astrónomos, sino que el cosmos reúne a fanáticos a lo largo y ancho del planeta. Más aún cuando los expertos aseguran que el universo se está expandiendo más rápido de lo esperado. Se trata de un hallazgo, identificado por científicos de la NASA, que desafía las teorías cosmológicas establecidas y sugiere que la comprensión actual de la estructura fundamental de las galaxias podría ser incompleta.

La constancia de Hubble explica la velocidad en la cual se está expandiendo el universo, medida a partir de la distancia que aumenta entre las galaxias según crece el cosmos. Pero surgieron discrepancias en este aspecto, las cuales fueron generadas por la diferencia de resultados obtenidos de predicciones y observaciones del telescopio homónimo. Es por eso que este enigma es conocido como la “Tensión de Hubble”.

Ahora, gracias a las mediciones de los telescopios espaciales James Webb y Hubble, apareció un nuevo interrogante alrededor de este tema. Aparentemente, la velocidad de expansión del universo es mayor a la que esperaban los astrónomos según sus cálculos, lo que podría significar un cambio total de paradigma y del entendimiento que se tiene del espacio, según explicó la NASA en un comunicado de prensa.

El dilema nació a partir de la disparidad entre los resultados del Hubble, que está midiendo la expansión del universo hace más de 30 años, y las predicciones de la misión Planck de la ESA (Agencia Espacial Europea), que analizó las radiaciones emitidas por el Big Bang en el inicio del universo y esperaban valores menores a los encontrados por el telescopio.

Estos datos se creía que eran errores en sus cálculos, pero Webb logró desmentirlo. “Una vez negados los errores de medición, lo que queda es la posibilidad real y emocionante de que hayamos entendido mal el universo”, expresó Adam Riess, físico de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, quien tiene un Premio Nobel por co-descubrir el hecho de que la expansión del universo se está acelerando debido a un misterioso fenómeno ahora llamado “energía oscura”.

¿Cómo colaboraron los telescopios?

El telescopio James Webb tiene una capacidad de medición de ondas infrarrojas mayor a la de Hubble. Debido a esto, el equipo SH0ES (Supernova H0 para la ecuación de estado de la energía oscura) dirigido por Riess, logró dilucidar los resultados de Hubble comparándolos con los nuevos aportados por Webb. Estos hallazgos fueron publicados en The Astrophysical Journal.

Un dato en específico fue determinante: las mediciones de las estrellas variables cefeidas. Se caracterizan por ser pulsantes, es decir que tiene ciclos predecibles durante los cuales su brillo aumenta y decrece. Según el glosario del telescopio James Webb, “al comparar qué tan brillante parece una estrella cefeida para los observadores en la Tierra con el brillo (o luminosidad) intrínseco de la estrella, podemos determinar la distancia a la estrella. Esto es útil para determinar distancias dentro de nuestra galaxia y encontrar la distancia a otras galaxias”.

Los problemas de Hubble al medir los niveles de brillo de estas estrellas eran varios. Por un lado, su capacidad de captar ondas infrarrojas no lograba distinguir entre este tipo de astros individualmente y otros cúmulos de estrellas cercanos. Además, el polvo cósmico dificultaba captarlas con claridad.

Pero el telescopio James Webb corta el polvo y, como se mencionó anteriormente, puede percibir ondas infrarrojas con más precisión y nitidez. Esto ayudó a aislar a las cefeidas una por una, y a confirmar los hallazgos previos. “Ahora hemos abarcado todo el rango de lo que observó el Hubble y podemos descartar un error de medición como la causa de la tensión del Hubble con muy alta confianza”, remarcó Riess.

La “escalera” que ayuda a medir la expansión del universo

La verificación cruzada de las mediciones de ambos telescopios generaron un avance en el proceso que comprende el medir la velocidad en la que se está expandiendo el universo. La NASA explica que “los astrónomos utilizan varios métodos para medir distancias relativas en el universo, según el objeto que se observa. En conjunto, estas técnicas se conocen como la escalera de distancias cósmicas: cada peldaño o técnica de medición se basa en el paso anterior para la calibración”.

Una preocupación importante era la precisión de las mediciones del Hubble en cuanto a las cefeidas, que fue solucionada por los datos que aportó el James Webb, ya que estas son lo que se conoce como “marcadores de hitos” en la escalera de medición. Constituyen el primer peldaño para que los astrónomos puedan medir fielmente las distancias entre galaxias a partir de la luminosidad que emiten. Este brillo se torna más rojizo a medida que crece el espacio entre ellas y el telescopio que las observa. Gracias a esto “los astrónomos pueden calcular la velocidad a la que se expande el cosmos: la constante de Hubble”.

Hallazgos del telescopio James Webb

Este joven telescopio, en comparación al Hubble que lleva más de 30 años en servicio, logró observar en la profundidad del espacio cinco galaxias que, entre todas, contienen ocho supernovas Tipo Ia. Este tipo de explosión estelar es mucho más brillante que una supernova normal. Se trata de la fusión de dos estrellas que orbitan entre sí, una enana blanca con otra estrella de cualquier tipo. Genera un posterior estallido debido a las altas temperaturas que alcanza el núcleo resultante de esa fusión.

Estas galaxias observadas contienen 1.000 cefeidas. La más lejana que Webb logró medir fue a una distancia de 130 millones de años luz. “Esto abarca todo el rango en el que realizamos mediciones con el Hubble. Así que hemos llegado al final del segundo peldaño de la escala de distancias cósmicas”, dijo el coautor Gagandeep Anand del Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore, que opera los telescopios Webb y Hubble para la NASA.

Hoy en día se conocen teorías sobre el estado actual de esta rápida expansión, como también su explosivo inicio en el Big Bang, pero aún falta desvelar el misterio de cómo se llegó de un punto a otro. Esto significa que no es el final del interrogante sobre la “Tensión de Hubble”. Los descubrimientos le dan pie a otros telescopios y observatorios para continuar explorando estas galaxias y estrellas lejanas. Uno de ellos será el futuro Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA, que va a encargarse de estudiar la energía oscura, posible responsable de la aceleración de la expansión del universo.