Una nueva técnica para medir la tasa de expansión del Universo
En astronomía, existen dos medidas exactas de la expansión del Universo, o «constante de Hubble». Uno se deriva de estudios de supernovas en la región, mientras que el otro se basa en el «Fondo Cósmico de Microondas», o radiación que comenzó a circular libremente en el Universo poco después del Big Bang.
Sin embargo, estas dos medidas difieren en aproximadamente un 10%, lo que ha provocado un amplio debate entre físicos y astrónomos. Investigadores de la Universidad de Minnesota han utilizado con éxito una técnica única en su tipo para medir la tasa de expansión del Universo utilizando datos de una supernova ampliada. Sus hallazgos arrojan luz sobre un debate en curso en astronomía y pueden ayudar a una datación más precisa del Universo y una mejor comprensión del cosmos.
Patrick Kelly, autor principal de ambos artículos y profesor asistente en la Facultad de Ciencias e Ingeniería, dijo: «La gran pregunta es si existe un posible problema con una o ambas mediciones. Nuestra investigación aborda esto mediante el uso de una forma independiente y completamente diferente de medir la tasa de expansión del Universo».
Los investigadores pudieron calcular el valor utilizando datos de una supernova descubierta por Kelly en 2014. El telescopio capturó cuatro imágenes diferentes del mismo evento cósmico. Se esperaba que la supernova resurgiera en 2015 en un lugar diferente por equipos de todo el mundo después de su descubrimiento, y el equipo de la Universidad de Minnesota descubrió esta imagen adicional.
Debido a que la masa del cúmulo de galaxias cristaliza gravitacionalmente la supernova, lo que hace que la luz se doble y amplifique, han aparecido muchas imágenes del objeto. Los investigadores pudieron medir la constante de Hubble aplicando una teoría ideada en 1964 por el astrónomo noruego Sjur Refsdal, que anteriormente no había sido práctica de usar, utilizando los retrasos entre las apariciones de las fotos de 2014 y 2015.
El estudio no resuelve el debate, pero ofrece una visión crucial del problema y lleva a los físicos un paso más cerca de obtener la medida más precisa de la edad del Universo.
Kelly dijo, “Nuestra medida concuerda mejor con el valor del fondo cósmico de microondas, aunque, dadas las incertidumbres, no excluye la medida de la escala de distancia local. Si las observaciones de futuras supernovas que también son lentes gravitacionales de los cúmulos arrojan un resultado similar, esto identificará un problema con el valor actual de la supernova o nuestra comprensión de la materia oscura del cúmulo de galaxias.
Usando los mismos datos, los investigadores encontraron que algunas teorías existentes sobre la materia oscura de los cúmulos de galaxias podrían explicar sus observaciones de supernovas. Esto les permitió resolver el enigma de larga data de dónde se encuentra la materia oscura en el cúmulo de galaxias utilizando los modelos más precisos.
Referencia de la revista:
- Patrick Kelly, Steven Rodney y otros. Restricciones sobre la constante de Hubble de la reaparición de Supernova Refsdal. Ciencia. YO: 10.1126/ciencia.abh1322
