Las mediciones de ondas gravitacionales de aproximadamente 50 estrellas de neutrones binarias durante la próxima década resolverán definitivamente un intenso debate sobre la rapidez con la que se expande nuestro universo. según los hallazgos de un equipo internacional que incluye a los cosmólogos del University College London (UCL) y del Flatiron Institute.

El cosmos se ha estado expandiendo durante 13,8 mil millones de años. Su actual ritmo de expansión, conocida como "la constante de Hubble, "da el tiempo transcurrido desde el Big Bang.

Sin embargo, los dos mejores métodos utilizados para medir la constante de Hubble tienen resultados contradictorios, lo que sugiere que nuestra comprensión de la estructura y la historia del universo, el "modelo cosmológico estándar", puede ser incorrecta.

El estudio, publicado hoy en Cartas de revisión física , muestra cómo nuevos datos independientes de ondas gravitacionales emitidas por estrellas de neutrones binarias llamadas "sirenas estándar" romperán el punto muerto entre las mediciones en conflicto de una vez por todas.

"Hemos calculado que al observar 50 estrellas de neutrones binarios durante la próxima década, tendremos suficientes datos de ondas gravitacionales para determinar de forma independiente la mejor medida de la constante de Hubble, ", dijo el autor principal, el Dr. Stephen Feeney, del Centro de Astrofísica Computacional del Instituto Flatiron en la ciudad de Nueva York." Deberíamos poder detectar suficientes fusiones para responder a esta pregunta dentro de cinco a 10 años ".

La constante de Hubble, el producto del trabajo de Edwin Hubble y Georges Lemaître en la década de 1920, es uno de los números más importantes de la cosmología. La constante "es esencial para estimar la curvatura del espacio y la edad del universo, además de explorar su destino, ", dijo el coautor del estudio, profesor de Física y Astronomía de la UCL, Hiranya Peiris.

"Podemos medir la constante de Hubble usando dos métodos:uno observando estrellas Cefeidas y supernovas en el universo local, y un segundo usando mediciones de la radiación cósmica de fondo del universo temprano, pero estos métodos no dan los mismos valores, lo que significa que nuestro modelo cosmológico estándar podría tener fallas ".

Feeney, Peiris y sus colegas desarrollaron una técnica de aplicación universal que calcula cómo los datos de ondas gravitacionales resolverán el problema.

Las ondas gravitacionales se emiten cuando las estrellas binarias de neutrones giran en espiral una hacia la otra antes de chocar en un destello de luz brillante que puede ser detectado por telescopios. Los investigadores de UCL participaron en la detección de la primera luz de un evento de onda gravitacional en agosto de 2017.

Los eventos binarios de estrellas de neutrones son raros, pero son invaluables para proporcionar otra ruta para rastrear cómo se expande el universo. Las ondas gravitacionales que emiten provocan ondas en el espacio-tiempo que pueden ser detectadas por el Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser (LIGO) y los experimentos de Virgo. dando una medida precisa de la distancia del sistema a la Tierra.

Al detectar adicionalmente la luz de la explosión que la acompaña, los astrónomos pueden determinar la velocidad del sistema, y por lo tanto calcular la constante de Hubble usando la ley de Hubble.

Para este estudio, los investigadores modelaron cuántas observaciones de este tipo serían necesarias para resolver el problema de medir con precisión la constante de Hubble.

"Esto, a su vez, conducirá a la imagen más precisa de cómo se está expandiendo el universo y nos ayudará a mejorar el modelo cosmológico estándar". "concluyó el profesor Peiris.