• Home
  • Química
  • Astronomía
  • Energía
  • Naturaleza
  • Biología
  • Física
  • Electrónica
  •  science >> Ciencia >  >> Astronomía
    Las incertidumbres en la medición de la expansión cósmica

    Una imagen de galaxias distantes vista por los instrumentos VIMOS y WFI en el Very Large Telescope de ESO. Dos métodos diferentes para determinar la tasa cósmica de expansión del universo han alcanzado resultados precisos pero mutuamente inconsistentes. Los astrónomos esperaban que un tercer método que utiliza ondas gravitacionales fuera más preciso, pero un nuevo análisis muestra que sus incertidumbres son tan grandes como en los otros métodos. Crédito:ESO / Mario Nonino, Piero Rosati y el equipo de ESO GOODS

    Noventa años después de que Edwin Hubble descubriera los movimientos sistemáticos de las galaxias y George Lemaitre los explicara como expansión cósmica desde un punto utilizando las ecuaciones de relatividad de Einstein, La cosmología observacional de hoy se enfrenta a un desafío. Los valores deducidos de las dos metodologías principales, las propiedades de las galaxias y la radiación cósmica de fondo de microondas (CMBR), no concuerdan entre sí en aproximadamente el nivel del diez por ciento. sin embargo, cada uno es preciso al nivel de un pequeño porcentaje. Los errores de observación no corregidos son posibles, pero las estimaciones sugieren que son demasiado pequeñas para tener en cuenta las diferencias. Como resultado, no se ha encontrado ningún valor consistente y preciso de la expansión (la constante de Hubble). El problema no es tanto el valor en sí mismo, la edad del universo no cambiará mucho de ninguna manera, más bien, es que algo inexplicable está sucediendo claramente relacionado con el hecho de que los datos de CMBR surgen de una época muy diferente del tiempo cósmico que los datos de las galaxias. Quizás se necesite una nueva física.

    Un método nuevo e independiente para medir el parámetro de expansión cósmica utiliza ondas gravitacionales (GW). La intensidad observada del GW proporciona una medida de la distancia, ya que los modelos pueden inferir la fuerza intrínseca. Cuando el GW resulta de una fusión binaria de estrellas de neutrones que tiene una contraparte óptica detectada, La velocidad de recesión cósmica de la galaxia anfitriona (medida a partir de su luz) proporciona una calibración para la tasa de expansión. Este nuevo método se llama "sirena estándar". Si la precisión del método de sirena estándar es mejor que la de los otros métodos, podría resolver la discrepancia.

    El astrónomo de CfA Hsin-Yu Chen ha investigado las incertidumbres asociadas con el método de sirena estándar y encuentra que dos problemas complican el método de sirena estándar y plantean grandes desafíos para resolver la tensión. Ambos están relacionados con la luz emitida y el ángulo de visión de la fuente. El primer problema es que la luz no se emite de forma esférica según las simulaciones por ordenador, y entonces la intensidad que observamos depende de nuestro ángulo de visión; incluso el color depende del ángulo. El ángulo de visión debe estimarse e incluirse de alguna manera en la calibración, y esto conlleva una incertidumbre. La segunda es que el evento de fusión también se ve desde un ángulo particular que afecta el resultado; incluso después de observar muchas fuentes, un análisis estadístico de la muestra seguirá teniendo un sesgo incierto. Chen concluye que estos dos efectos sistemáticos introducirán un sesgo en el valor de sirena estándar de la constante de Hubble que da como resultado que tenga una incertidumbre que es tan grande como la incertidumbre en otros métodos.


    © Ciencia https://es.scienceaq.com