Qué causa la aceleración de la expansión del universo
La historia de la ciencia registrará que la búsqueda de la tasa de expansión del universo fue el gran Santo Grial de la cosmología del siglo XX. Sin ninguna evidencia observacional de que el espacio se expande, se contrae o se queda quieto, no tendríamos una pista de si el universo se acerca o se aleja. Es más, tampoco tendríamos una pista sobre su edad – o, de hecho, si el universo era eterno.
El primer acto de esta revelación se produjo cuando, hace un siglo, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble descubrió una miríada de galaxias fuera de nuestra galaxia natal, la Vía Láctea. Y, las galaxias no estaban quietas. Hubble descubrió que cuanto más lejos está una galaxia, más rápido parece alejarse de nosotros. Esto podría interpretarse como la expansión uniforme del espacio. Hubble llegó a decir que estudiaba las galaxias simplemente como “marcadores del espacio”. Sin embargo, nunca estuvo totalmente convencido de la idea de un universo en expansión uniforme. Sospechaba que sus mediciones podían ser la prueba de que algo más extraño estaba ocurriendo en el universo.
Universo observable
A principios de la década de 1990, una cosa era bastante segura sobre la expansión del universo. Podía tener suficiente densidad de energía para detener su expansión y volver a colapsar, podía tener tan poca densidad de energía que nunca dejaría de expandirse, pero era seguro que la gravedad ralentizaría la expansión con el paso del tiempo. Es cierto que no se ha observado esa ralentización, pero, en teoría, el universo tenía que ralentizarse. El universo está lleno de materia y la fuerza de atracción de la gravedad atrae a toda la materia. Entonces llegó 1998 y las observaciones del telescopio espacial Hubble (HST) de supernovas muy lejanas que demostraron que, hace mucho tiempo, el universo se expandía realmente más despacio que hoy. Así que la expansión del universo no se ha ralentizado debido a la gravedad, como todo el mundo pensaba, sino que se ha acelerado. Nadie esperaba esto, nadie sabía cómo explicarlo. Pero algo lo estaba causando.
Al final, los teóricos propusieron tres tipos de explicaciones. Tal vez era el resultado de una versión de la teoría de la gravedad de Einstein, descartada hace tiempo, que contenía lo que se llamó una “constante cosmológica”. Tal vez había algún tipo extraño de energía-fluido que llenaba el espacio. Tal vez haya algo que no funciona en la teoría de la gravedad de Einstein y una nueva teoría podría incluir algún tipo de campo que crea esta aceleración cósmica. Los teóricos aún no saben cuál es la explicación correcta, pero han dado un nombre a la solución. Se llama energía oscura.
El futuro del universo
Esto se debe a que sólo podemos ver hasta donde la luz (o, más exactamente, la radiación de microondas emitida por el Big Bang) ha viajado desde el comienzo del Universo. Desde que el Universo estalló hace unos 13.800 millones de años, no ha dejado de expandirse. Pero como tampoco conocemos la edad exacta del Universo, resulta difícil precisar hasta dónde se extiende más allá de los límites de lo que podemos ver.
“Es una medida de la velocidad de expansión del Universo en el momento actual”, dice Wendy Freedman, astrofísica de la Universidad de Chicago que ha dedicado su carrera a medirla. “La Constante de Hubble establece la escala del Universo, tanto su tamaño como su edad”.
Ayuda a pensar en el Universo como un globo que se infla. A medida que las estrellas y galaxias, como puntos en la superficie de un globo, se alejan unas de otras más rápidamente, mayor es la distancia entre ellas. Desde nuestra perspectiva, esto significa que cuanto más lejos está una galaxia de nosotros, más rápido se aleja.Nuestra galaxia, la Vía Láctea, se aleja a toda velocidad de las demás que la rodean a medida que el Universo se expande (Crédito: Allan Morton/Dennis Milon/Science Photo Library)Desgraciadamente, cuanto más miden los astrónomos este número, más parece desafiar las predicciones basadas en nuestra comprensión del Universo. Un método de medición directa nos da un valor determinado, mientras que otra medición, que se basa en nuestra comprensión de otros parámetros del Universo, dice algo diferente. O bien las mediciones son erróneas, o bien hay algo que falla en la forma en que pensamos que funciona nuestro Universo.
El Big Bang
PublicidadEstas 36 imágenes son galaxias que albergan dos tipos de “marcador de hitos” para medir las distancias cósmicas y la expansión del Universo, supernovas de tipo Ia y un tipo especial de estrella conocida como variable cefeida. Crédito de la imagen: SCIENCE: NASA, ESA, Adam G. Riess (STScI, JHU)Treinta años de observaciones de galaxias con el telescopio espacial Hubble han proporcionado una de las estimaciones más precisas de la tasa de expansión del Universo – y también nos dice que algo falta fundamentalmente en nuestra comprensión actual del Universo.
Como se informa en The Astrophysical Journal, los investigadores que utilizan el veterano telescopio espacial han estimado que la tasa de expansión del Universo es de 73 kilómetros por segundo por megaparsec más o menos 1. Eso significa que si miras un objeto a 1 millón de parsecs (3,26 millones de años luz) de distancia, la expansión del Universo haría parecer que se aleja de ti a 73 kilómetros por segundo (más de 163.000 millas por hora).Advertisement
Los nuevos datos se conocen ahora con algo más del 1 por ciento de incertidumbre. Sin embargo, el problema es que una estimación completamente diferente de la tasa de expansión del Universo apenas 400.000 años después del Big Bang estima que la expansión es de 67,5 kilómetros por segundo por megaparsec más o menos 0,5. La tensión entre ambas mediciones no ha hecho más que crecer y crecer en los últimos años.
