El misterio de la expansión del universo

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

Hace poco más de cien años, nadie en nuestro planeta sabía que el Universo se estaba expandiendo. Pero a pesar de todos los problemas y desgracias que el siglo XX trajo a la humanidad, fue este siglo el que estuvo marcado por el progreso científico y tecnológico. En un período de tiempo increíblemente corto, hemos aprendido más sobre el mundo y el Universo que nunca.

La idea de que nuestro universo se ha estado expandiendo durante los últimos 13,8 mil millones de años fue propuesta por primera vez por el físico belga Georges Lemaitre en 1927. Dos años después, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble pudo confirmar esta hipótesis. Descubrió que cada galaxia se está alejando de nosotros y cuanto más lejos está, más rápido sucede. Hoy en día, hay muchas formas en que los científicos pueden comprender la rapidez con la que nuestro universo se expande en tamaño. Estos son solo los números que los investigadores obtienen en el proceso de medición, cada vez que resultan ser diferentes. ¿Pero por qué?

El mayor misterio del universo

Como sabemos hoy, existe una estrecha relación entre la distancia a una galaxia y la rapidez con la que se aleja. Entonces, digamos, una galaxia a una distancia de 1 megaparsec de nuestro planeta (un megaparsec es aproximadamente igual a 3.3 millones de años luz) se está alejando a una velocidad de 70 kilómetros por segundo. Y la galaxia que está un poco más lejos, a una distancia de dos megaparsecs, se mueve dos veces más rápido (140 km / s).

También es interesante que hoy en día existen dos enfoques principales para determinar la edad del Universo o, científicamente, la Constante de Hubble. La diferencia entre los dos grupos es que un conjunto de métodos mira objetos relativamente cercanos en el universo, mientras que el otro mira objetos muy distantes. Sin embargo, no importa qué método utilicen los científicos, los resultados son diferentes cada vez. Resulta que, o estamos haciendo algo mal, o en algún lugar lejano del Universo, está sucediendo algo absolutamente desconocido.

En un estudio publicado recientemente en el servidor de preimpresión airxiv.org, los astrónomos que estudiaron galaxias cercanas utilizaron un método inteligente para medir la expansión del universo llamado fluctuaciones de brillo de la superficie. Es un nombre elegante, pero incluye una idea que en realidad es intuitiva.

Imagina que estás parado en el borde de un bosque, justo en frente de un árbol. Debido a que está muy cerca, solo ve un árbol en su campo de visión. Pero si retrocede un poco, verá más árboles. Y cuanto más avanzas, más árboles aparecerán ante tus ojos. Lo mismo ocurre con las galaxias que los científicos observan con telescopios, pero mucho más complicado.

¿Cómo sabes la tasa de expansión del Universo?

Para obtener buenas estadísticas, los astrónomos observan galaxias que están bastante cerca de la Tierra, a unos 300 millones de años luz o más cerca. Sin embargo, al observar las galaxias, es necesario tener en cuenta el polvo, las galaxias de fondo y los cúmulos de estrellas que se pueden ver en las imágenes tomadas con un telescopio.

El universo, sin embargo, es astuto. Desde la década de 1990, los astrónomos han visto que las estrellas explosivas muy distantes siempre han estado más lejos de lo que indicarían simples mediciones. Esto los llevó a creer que el universo ahora se está expandiendo más rápido que antes, lo que, a su vez, llevó al descubrimiento de la energía oscura, una fuerza misteriosa que acelera la expansión universal.

Como escriben los autores del trabajo científico, cuando miramos objetos muy distantes, los vemos como eran en el pasado, cuando el universo era más joven. Si la tasa de expansión del Universo era entonces diferente (digamos, hace 12-13,8 mil millones de años) de lo que es ahora (hace menos de mil millones de años), podemos obtener dos valores diferentes para la Constante de Hubble. ¿O tal vez diferentes partes del universo se están expandiendo a diferentes ritmos?

Pero si la tasa de expansión ha cambiado, entonces la edad de nuestro universo no es en absoluto lo que pensamos (los científicos usan la tasa de expansión del universo para rastrear su edad). Esto, a su vez, significa que el universo tiene un tamaño diferente, lo que significa que el tiempo que tarda en ocurrir algo también será diferente.

Si sigues esta cadena de razonamiento, al final resulta que los procesos físicos que tuvieron lugar en el Universo temprano tuvieron lugar en diferentes momentos. También es posible que estén involucrados otros procesos que afecten la tasa de expansión. En general, hay algún tipo de desorden. "De lo que se sigue que o no entendemos lo suficientemente bien cómo se comporta el universo, o lo medimos incorrectamente", señalan los autores del estudio.

En cualquier caso, la Constante de Hubble es un tema muy debatido en la comunidad astronómica. El nuevo estudio, sin embargo, ha agregado aún más preguntas, por lo que la lucha contra la incertidumbre será larga. Algún día, por supuesto, cambiará nuestra comprensión del cosmos. Pero cuando eso suceda, los cosmólogos tendrán que buscar algo más sobre lo que discutir. Lo que definitivamente harán.