Aunque éramos conscientes de que aún quedaba mucho por descubrir, la aparente concordancia entre nuestras observaciones, cálculos y marco teórico indicaba que nuestro conocimiento del universo iba a crecer significativamente y sin interrupción.

Sin embargo, gracias a observaciones y cálculos cada vez más sofisticados, la aparición de un "fallo" aparentemente pequeño en nuestra comprensión del universo demostró ser capaz de bloquear engranajes aparentemente perfectamente engrasados. Al principio se pensó que se podría resolver con cálculos y mediciones aún más precisas, pero no fue así.

La "tensión cosmológica" (o Tensión de Hubble), es una discrepancia entre las dos formas en que calculamos el llamado parámetro de Hubble, H₀ , que describe la expansión del universo.

El parámetro de Hubble se puede calcular siguiendo dos caminos:

• Las observaciones astrofísicas de los cuerpos celestes se definen como locales, es decir, no muy lejos de nosotros:es posible calcular la velocidad con la que se alejan los cuerpos a diferentes distancias. La expansión y H₀ en este caso se calcula comparando velocidades y distancias.
• Los cálculos se basan en datos del fondo cósmico de microondas CMB, una radiación débil y extremadamente distante que se remonta al universo primitivo. La información que recopilamos a esa distancia nos permite calcular la tasa de expansión del universo y el parámetro de Hubble.

Estas dos fuentes proporcionaron valores de H₀ no exactamente iguales, pero sí muy cercanos y consistentes. , y en ese momento parecía que los dos métodos mostraban una buena concordancia. Bingo.

Fue alrededor de 2013 cuando nos dimos cuenta de que "los números no cuadraban". "La discrepancia que surgió puede parecer pequeña, pero dado que las barras de error en ambos lados se están volviendo mucho más pequeñas, esta separación entre las dos mediciones se está volviendo grande", explica Khalife.

Los dos valores iniciales de H₀ De hecho, no eran demasiado precisos y, como las "barras de error" eran lo suficientemente grandes como para superponerse, había esperanzas de que futuras mediciones más finas finalmente coincidieran. "Luego llegó el experimento de Planck, que dio barras de error muy pequeñas en comparación con los experimentos anteriores", pero aún mantuvo la discrepancia, frustrando las esperanzas de una resolución fácil.

Planck fue un satélite lanzado al espacio en 2007 para recopilar una imagen del CMB más detallada que nunca. Los resultados publicados unos años más tarde confirmaron que la discrepancia era real y lo que era una preocupación moderada se convirtió en una crisis significativa. En resumen:las secciones más recientes y cercanas del universo que observamos cuentan una historia diferente, o más bien parecen obedecer a una física diferente, que las más antiguas y distantes, una posibilidad muy improbable.

Si no se trata de un problema de mediciones, entonces podría tratarse de un error en la teoría, pensaron muchos. El modelo teórico aceptado actualmente se llama ΛCDM. ΛCDM se basa en gran medida en la Relatividad General, la teoría más extraordinaria, elegante y repetidamente confirmada mediante observaciones sobre el universo formulada por Albert Einstein hace más de un siglo, y tiene en cuenta la materia oscura (interpretada como fría y de movimiento lento) y la energía oscura. como una constante cosmológica.

En los últimos años, se han propuesto varios modelos alternativos o extensiones del modelo ΛCDM, pero hasta ahora ninguno ha demostrado ser convincente (o a veces incluso trivialmente comprobable) para reducir significativamente la "tensión".

"Es importante probar estos distintos modelos, ver qué funciona y qué se puede excluir, para que podamos acotar el camino o encontrar nuevas direcciones a las que dirigirnos", explica Khalife. En su nuevo artículo, él y sus colegas, basándose en investigaciones previas, alinearon 11 de estos modelos, poniendo algo de orden en la jungla teórica que se ha creado.

Los modelos se probaron con métodos analíticos y estadísticos en diferentes conjuntos de datos, tanto del universo cercano como del lejano, incluidos los resultados más recientes del SH₀ ES (Supernova H₀ para la Ecuación de Estado) y SPT-3G (la nueva cámara mejorada del Telescopio del Polo Sur, que recoge el CMB). El trabajo fue publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics .

Tres de los modelos seleccionados que en trabajos anteriores demostraron ser soluciones viables fueron finalmente excluidos por los nuevos datos que considera esta investigación. Por otro lado, los otros tres modelos todavía parecen capaces de reducir la tensión, pero esto no soluciona el problema.

"Descubrimos que podrían reducir la tensión de una manera estadísticamente significativa, pero sólo porque tienen barras de error muy grandes y las predicciones que hacen son demasiado inciertas para los estándares de la investigación cosmológica", dice Khalife.

"Hay una diferencia entre resolver y reducir:estos modelos reducen la tensión desde un punto de vista estadístico, pero no la resuelven", lo que significa que ninguno de ellos predice un valor grande de H₀ a partir únicamente de los datos del CMB. En general, ninguno de los modelos probados resultó superior a los demás estudiados en este trabajo en la reducción de la tensión.

"A partir de nuestra prueba, ahora sabemos cuáles son los modelos que no deberíamos considerar para resolver la tensión", concluye Khalife, "y también conocemos los modelos que podríamos considerar en el futuro".

Este trabajo podría ser una base para los modelos que se desarrollarán en el futuro y, al limitarlos con datos cada vez más precisos, podríamos acercarnos al desarrollo de un nuevo modelo para nuestro universo.