El telescopio Webb confirma que la tasa de expansión del Universo sigue siendo una gran incógnita

El Telescopio Espacial James Webb midió la velocidad a la que se expande el Universo, confirmando los datos que había obtenido previamente el telescopio Hubble: no es posible determinar una tasa de expansión en forma definitiva, porque diferentes formas de medir la expansión del cosmos arrojan resultados distintos. Además, estos valores no coinciden con lo predicho a partir del resplandor del Big Bang.

Un nuevo estudio publicado recientemente en arXiv y aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal refleja las mediciones realizadas por un grupo de científicos, utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), con el propósito de determinar la tasa de expansión del Universo, uno de los parámetros fundamentales para comprender la evolución y el destino final del cosmos. 

También conocida como la constante de Hubble, esta tasa que indica la velocidad a la cual se expande el cosmos ha creado diversas polémicas en la comunidad científica. Es que tanto las mediciones realizadas con anterioridad por el telescopio Hubble como estas últimas efectuadas con el JWST muestran una serie de incongruencias, que hacen imposible llegar a un acuerdo definitivo sobre el ritmo al cual se estaría expandiendo en este momento el Universo.

Una tensión que crece

Estas divergencias han creado la denominada "tensión de Hubble", que ahora parece intensificarse con los nuevos resultados del telescopio Webb. El concepto indica que existen diferencias entre el valor de la constante o tasa de expansión medida con una amplia gama de indicadores de distancia independientes, tanto entre estos indicadores como con relación a la tasa de expansión cósmica que predicen las teorías establecidas, a partir de los “ecos” del estallido inicial o Big Bang.

Según una nota de prensa del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, en Estados Unidos, la nueva investigación liderada por Adam Riess, Premio Nobel de Física en 2011, empleó observaciones del telescopio Webb para mejorar la precisión de las mediciones sobre la velocidad de expansión del Universo, que habían sido realizadas previamente mediante el telescopio Hubble. 

Existen diversas formas para intentar determinar el ritmo al que se expande el cosmos. Una manera es observar reliquias del Universo temprano, como la luz sobrante en el fondo cósmico de microondas. Otra posibilidad es mediar las distancias a objetos con brillo intrínseco conocido, como las supernovas de Tipo Ia o las estrellas variables Cefeidas, cuya luz fluctúa con una regularidad ligada a su propio brillo.

Un misterio que podría desembocar en nuevos conocimientos

Este último indicador fue el elegido por Riess y sus colegas, el cual determinó que la “tensión de Hubble” sigue sin resolverse. “Las mediciones de Webb han reducido drásticamente el ruido en las mediciones de Cefeidas, debido a la resolución del observatorio en longitudes de onda del infrarrojo cercano. Sin embargo, los resultados aún no explican por qué el Universo parece expandirse tan rápidamente”, indicó Riess en el comunicado. 

Podemos predecir la tasa de expansión del cosmos observando su imagen inicial, el fondo cósmico de microondas, y luego empleando nuestro mejor modelo de cómo crece a lo largo del tiempo, para precisar qué tan rápido debería expandirse el Universo en la actualidad. El hecho es que las medidas actuales de la tasa de expansión exceden significativamente la predicción elaborada a partir del efecto del Big Bang. 

Para Riess, esta divergencia confirmada con los datos del JWST muestra que existe algo que no estamos entendiendo en la dinámica cósmica: “puede indicar la presencia de energía oscura o materia oscura exótica, obligar a una revisión de nuestra comprensión de la gravedad o marcar la presencia de una partícula o campo único”. En cualquiera de los casos, todo indica que la “tensión de Hubble” puede ser el inicio de una serie de descubrimientos con el potencial de cambiar en profundidad nuestra comprensión del cosmos y su evolución.

Referencia

Crowded No More: The Accuracy of the Hubble Constant Tested with High Resolution Observations of Cepheids by JWST. Adam G. Riess et al. arXiv (2023). Aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal. DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.15806