El Hubble identificó una "arruga" inusual en la tasa de expansión del universo

Medir el ritmo de expansión del universo era uno de los principales objetivos del telescopio espacial Hubble cuando se lanzó en 1990. En los últimos 30 años, el observatorio espacial ha ayudado a los científicos a descubrir y perfeccionar esa tasa de aceleración, así como a descubrir una misteriosa arruga que solo una nueva física podría resolver.

El Hubble ha observado más de 40 galaxias que incluyen estrellas pulsantes, así como estrellas que explotan, llamadas supernovas, para medir distancias cósmicas aún mayores. Ambos fenómenos ayudan a los astrónomos a marcar distancias astronómicas como marcadores de milla, que han apuntado a la tasa de expansión.

En la búsqueda por entender la rapidez con la que se expande nuestro universo, los astrónomos ya hicieron un descubrimiento inesperado en 1998: la "energía oscura". Este fenómeno actúa como una misteriosa fuerza repulsiva que acelera el ritmo de expansión. Y hay otro giro: una diferencia inexplicable entre el ritmo de expansión del universo local y el del universo lejano justo después del Big Bang.

Los científicos no entienden la discrepancia, pero reconocen que es extraña y podría requerir una nueva física.

"Se está obteniendo la medida más precisa de la tasa de expansión del universo a partir del estándar de oro de los telescopios y los marcadores de millas cósmicas", dijo el premio Nobel Adam Riess, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial y profesor distinguido de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, en un comunicado. "Esto es para lo que se construyó el telescopio espacial Hubble, utilizando las mejores técnicas que conocemos para hacerlo. Esta es probablemente la obra magna del Hubble, porque se necesitarían otros 30 años de vida del Hubble para incluso duplicar este tamaño de muestra".

Hubble se basó en el trabajo de la astrónoma Henrietta Swan Leavitt, que en 1912 descubrió los periodos de brillo de las estrellas pulsantes llamadas variables cefeidas. Las cefeidas actúan como hitos cósmicos, ya que se iluminan y atenúan periódicamente en nuestra galaxia y en otras.

El trabajo de Hubble llevó a la revelación de que nuestra galaxia era una de muchas, cambiando para siempre nuestra perspectiva y lugar en el universo. El astrónomo continuó su trabajo y descubrió que las galaxias lejanas parecían moverse rápidamente, lo que sugiere que vivimos en un universo en expansión que comenzó con una gran explosión.

La detección del ritmo de expansión del universo contribuyó a la concesión del Premio Nobel de Física de 2011, otorgado a Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Riess "por el descubrimiento de la expansión acelerada del universo a través de observaciones de supernovas lejanas".

Riess sigue dirigiendo SHOES, abreviatura de Supernova, H0, para la Ecuación de Estado de la Energía Oscura, una colaboración científica que investiga el ritmo de expansión del universo. Su equipo está publicando un artículo en The Astrophysical Journal que proporciona la última actualización de la constante de Hubble, como se conoce la tasa de expansión.

Una discrepancia sin resolver

La medición de objetos lejanos ha creado una "escalera de distancias cósmicas" que puede ayudar a los científicos a estimar mejor la edad del universo y comprender sus fundamentos.

Varios equipos de astrónomos que utilizan el telescopio Hubble han llegado a un valor de la constante de Hubble que equivale a 73, más o menos 1 kilómetro por segundo por megaparsec. (Un megaparsec es un millón de parsecs, o 3,26 millones de años luz).

"La constante de Hubble es un número muy especial. Se puede utilizar para enhebrar una aguja desde el pasado hasta el presente para una prueba de extremo a extremo de nuestra comprensión del universo. Para ello, se ha necesitado una cantidad admirable de trabajo detallado", afirma Licia Verde, cosmóloga de la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados y del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona, en un comunicado.

Pero la tasa de expansión real prevista del universo es más lenta que la observada por el telescopio Hubble, según los astrónomos que utilizan el modelo cosmológico estándar del universo (una teoría que sugiere los componentes del Big Bang) y las mediciones realizadas por la misión Planck de la Agencia Espacial Europea entre 2009 y 2013.

Planck, otro observatorio espacial, se utilizó para medir el fondo cósmico del microondas o la radiación sobrante del Big Bang de hace 13.800 millones de años. Los científicos de la misión Planck llegaron a una constante de Hubble de 67,5 más o menos, es decir, 0,5 kilómetros por segundo por megaparsec.

El telescopio espacial James Webb, que se lanzó en diciembre, podrá observar los hitos del Hubble con mayor resolución y a mayores distancias, lo que podría contribuir a entender la discrepancia entre ambas cifras. Esto supone un reto apasionante para los cosmólogos que en su día se empeñaron en medir la constante de Hubble y que ahora se preguntan qué física adicional podría ayudarles a desvelar un nuevo misterio sobre el universo. "En realidad, no me importa cuál es el valor de la expansión específicamente, pero me gusta utilizarlo para aprender sobre el universo", dijo Riess.