Las recientes observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST) han proporcionado nuevas perspectivas sobre la tasa de expansión del universo, confirmando mediciones anteriores que indican fluctuaciones a lo largo de su historia.
Publicados en The Astrophysical Journal, estos hallazgos se alinean estrechamente con los datos del Telescopio Espacial Hubble, marcando un avance significativo en la resolución de un rompecabezas cósmico de larga data que desafía incluso los modelos cosmológicos más avanzados.
El profesor Adam Riess de la Universidad Johns Hopkins declaró: "La discrepancia entre la tasa de expansión observada y las predicciones del modelo estándar sugiere que nuestra comprensión del universo puede estar incompleta. Con ambos telescopios insignia de la NASA confirmando los hallazgos del otro, debemos tomar en serio la cuestión de la tensión de Hubble; esto representa tanto un desafío como una oportunidad notable para aprender más sobre nuestro universo."
Riess, un laureado con el Premio Nobel reconocido en 2011 por su papel en el descubrimiento de la aceleración de la expansión del universo, colaboró con los laureados con el Nobel, los profesores Saul Perlmutter y Brian Schmidt. Su trabajo reveló que esta aceleración es impulsada por una fuerza misteriosa conocida como energía oscura, que permea los vastos espacios entre estrellas y galaxias.
Utilizando el mayor conjunto de datos del JWST recopilado durante sus primeros dos años de operación, Riess y su equipo reevaluaron las mediciones de Hubble sobre la tasa de expansión del universo, conocida como la Constante de Hubble.
Empleando tres métodos independientes para medir distancias a galaxias que albergan supernovas, los investigadores encontraron que la Constante de Hubble sigue siendo enigmática. Las observaciones actuales producen valores significativamente más altos que los predichos por el modelo cosmológico estándar, que se basa en la relatividad general de Einstein para describir la gravedad en escalas cósmicas.
El modelo estándar predice una Constante de Hubble de aproximadamente 41,6-42,3 millas por segundo por megaparsec, mientras que las observaciones basadas en telescopios producen consistentemente valores entre 43,5 y 47,2 millas por segundo por megaparsec. Esta discrepancia de aproximadamente 3-3,7 millas por segundo por megaparsec ha confundido a los cosmólogos durante más de una década.
El nuevo estudio utilizó un subconjunto de las observaciones de galaxias de Hubble, con NGC 4258, ubicada a 15 millones de años luz de la Tierra, como punto de referencia.
A pesar de utilizar un conjunto de datos más pequeño, el equipo logró una precisión notable. Además de analizar estrellas variables Cepheid—cuyos ciclos de brillo predecibles las convierten en puntos de referencia cósmicos fiables—los investigadores incluyeron mediciones de estrellas ricas en carbono y las gigantes rojas más brillantes de la misma galaxia.
En las galaxias observadas por el JWST y sus supernovas acompañantes, el equipo calculó una Constante de Hubble de 45,1 millas por segundo por megaparsec, que se alinea estrechamente con la medición de Hubble de 45,2 millas por segundo por megaparsec para las mismas galaxias.
Si bien la Constante de Hubble no tiene influencia directa en el sistema solar, la Tierra o la vida cotidiana, ofrece información crucial sobre la evolución del universo a gran escala. Los científicos dependen de este valor para mapear el cosmos y profundizar su comprensión de su desarrollo durante los últimos 13-14 mil millones de años desde el Big Bang.
Los hallazgos del profesor Riess podrían ofrecer nuevas perspectivas sobre otras discrepancias entre los modelos cosmológicos estándar y las observaciones actuales, especialmente en relación con la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura—componentes misteriosos que se estima constituyen alrededor del 96 por ciento de la composición del universo. Estas fuerzas esquivas son probablemente responsables de la aceleración de la expansión observada desde los primeros momentos del universo tras el Big Bang.
Este estudio sirve como un recordatorio conmovedor de que incluso con tecnología de vanguardia y descubrimientos revolucionarios, el universo sigue guardando sus secretos más profundos. Sin embargo, con herramientas como el JWST y Hubble trabajando juntos, la humanidad se acerca cada vez más a desvelar los misterios cósmicos.