Hace más de 90 años, El astrónomo Edwin Hubble observó el primer indicio de la velocidad a la que se expande el universo, llamada constante de Hubble.

Casi inmediatamente, Los astrónomos comenzaron a discutir sobre el valor real de esta constante, y con el tiempo se dio cuenta de que había una discrepancia en este número entre las observaciones del universo temprano y las observaciones del universo tardío.

Temprano en la existencia del universo, la luz se movía a través del plasma (todavía no había estrellas) y de oscilaciones similares a las ondas sonoras creadas por esto, los científicos dedujeron que la constante de Hubble era de aproximadamente 67. Esto significa que el universo se expande aproximadamente 67 kilómetros por segundo más rápido cada 3,26 millones de años luz.

Pero esta observación difiere cuando los científicos analizan la vida posterior del universo, después de que nacieran las estrellas y se formaran las galaxias. La gravedad de estos objetos provoca lo que se llama lente gravitacional, que distorsiona la luz entre una fuente distante y su observador.

Otros fenómenos en este universo tardío incluyen explosiones extremas y eventos relacionados con el final de la vida de una estrella. Basado en estas observaciones posteriores de la vida, los científicos calcularon un valor diferente, alrededor de 74. Esta discrepancia se llama tensión de Hubble.

Ahora, un equipo internacional que incluye a un físico de la Universidad de Michigan ha analizado una base de datos de más de 1, 000 explosiones de supernovas, apoyando la idea de que la constante de Hubble podría no ser realmente constante.

En lugar de, puede cambiar en función de la expansión del universo, creciendo a medida que el universo se expande. Esta explicación probablemente requiera nueva física para explicar la creciente tasa de expansión, como una versión modificada de la gravedad de Einstein.

Los resultados del equipo se publican en el Diario astrofísico .

"El punto es que parece haber una tensión entre los valores más grandes para las observaciones del universo tardío y los valores más bajos para la observación del universo temprano, "dijo Enrico Rinaldi, becario de investigación en el Departamento de Física de la U-M. "La pregunta que nos hicimos en este artículo es:¿Qué pasa si la constante de Hubble no es constante? ¿Qué pasa si realmente cambia?"

Los investigadores utilizaron un conjunto de datos de supernovas:explosiones espectaculares que marcan la etapa final de la vida de una estrella. Cuando brillan emiten un tipo específico de luz. Específicamente, los investigadores estaban observando supernovas de Tipo Ia.

Este tipo de estrellas supernovas se utilizaron para descubrir que el universo se estaba expandiendo y acelerando. Rinaldi dijo:y se conocen como "velas estándar, "como una serie de faros con la misma bombilla. Si los científicos conocen su luminosidad, pueden calcular su distancia observando su intensidad en el cielo.

Próximo, los astrónomos usan lo que se llama "desplazamiento al rojo" para calcular cómo podría haber aumentado la tasa de expansión del universo con el tiempo. Redshift es el nombre del fenómeno que ocurre cuando la luz se estira a medida que el universo se expande.

La esencia de la observación original de Hubble es que cuanto más lejos del observador, cuanto más se alarga la longitud de onda, como si clavaras un Slinky en una pared y te alejaras de ella, sosteniendo un extremo en tus manos. El corrimiento al rojo y la distancia están relacionados.

En el estudio del equipo de Rinaldi, cada grupo de estrellas tiene un valor de referencia fijo de corrimiento al rojo. Comparando el corrimiento al rojo de cada grupo de estrellas, los investigadores pueden extraer la constante de Hubble para cada uno de los diferentes contenedores.

En su análisis, los investigadores separaron estas estrellas basándose en intervalos de corrimiento al rojo. Colocaron las estrellas en un intervalo de distancia en un "contenedor, "luego un número igual de estrellas en el siguiente intervalo de distancia en otro contenedor, etcétera. Cuanto más cerca esté el contenedor de la Tierra, cuanto más jóvenes son las estrellas.

"Si es una constante, entonces no debería ser diferente cuando lo extraemos de contenedores de diferentes distancias. Pero nuestro principal resultado es que en realidad cambia con la distancia, ", Dijo Rinaldi." La tensión de la constante de Hubble puede explicarse por alguna dependencia intrínseca de esta constante en la distancia de los objetos que se utilizan ".

Adicionalmente, los investigadores encontraron que su análisis del cambio constante de Hubble con el corrimiento al rojo les permite "conectar" sin problemas el valor de la constante de las sondas del universo temprano y el valor de las sondas del universo tardío, Dijo Rinaldi.

"Los parámetros extraídos siguen siendo compatibles con la comprensión cosmológica estándar que tenemos, ", dijo." Pero esta vez solo cambian un poco a medida que cambiamos la distancia, y este pequeño cambio es suficiente para explicar por qué tenemos esta tensión ".

Los investigadores dicen que hay varias explicaciones posibles para este aparente cambio en la constante de Hubble, una de las cuales es la posibilidad de sesgos de observación en la muestra de datos. Para ayudar a corregir posibles sesgos, Los astrónomos están usando Hyper Suprime-Cam en el telescopio Subaru para observar supernovas más débiles en un área amplia. Los datos de este instrumento aumentarán la muestra de supernovas observadas en regiones remotas y reducirán la incertidumbre en los datos.