Un equipo internacional de astrónomos ha proporcionado una medida clara de la velocidad a la que se está expandiendo el universo cercano. En lugar de resolver un problema de larga data, los nuevos hallazgos hacen que sea más difícil ignorarlo. La colaboración incluye a John Blakeslee de NSF NOIRLab, que está financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. e incluye datos de múltiples telescopios de NOIRLab.
Los científicos se han basado durante mucho tiempo en dos técnicas principales para determinar la tasa de expansión del universo. Un método se centra en el espacio cercano y mide la distancia a las estrellas y galaxias para calcular la velocidad a la que se mueve todo. Otro mira demasiado atrás en el tiempo para estimar cuál debería ser la tasa de expansión actual, basándose en el modelo estándar de cosmología que utiliza el fondo cósmico de microondas.
En teoría, ambos métodos deberían producir la misma respuesta. En realidad, no es así. Las observaciones del universo local indican consistentemente una rápida tasa de expansión de aproximadamente 73 kilómetros por megaparsec por segundo. Mientras tanto, los cálculos basados en el universo primitivo sugieren una tasa más lenta, de aproximadamente 67 o 68. La brecha entre estos valores es pequeña en términos absolutos, pero demasiado grande para descartarla como una casualidad estadística. Esta discrepancia se conoce como atracción del Hubble y se ha demostrado repetidamente en estudios independientes.
Un enfoque unificado aporta nueva precisión
Para mejorar la precisión, los investigadores combinaron décadas de observaciones en un marco único e integrado. Este esfuerzo, liderado por la colaboración H0 Distance Network (H0DN), produjo la medición directa más precisa de las tasas de expansión local hasta la fecha. Sus hallazgos, publicados el 10 de abril Astronomía y AstrofísicaColoque la constante de Hubble en 73,50 ± 0,81 kilómetros por segundo por megaparsec, lo que logra una precisión ligeramente mejor que el 1%.
A través de un gran esfuerzo de colaboración iniciado durante el Taller innovador del Instituto Internacional de Ciencias Espaciales (ISSI) “La red de distancia local: un informe de consenso comunitario sobre mediciones de la constante de Hubble con una precisión de ~1%”, “¿Qué hay bajo el capó?” Celebrado en ISSI en Berna, Suiza, en marzo de 2025.
“No es sólo un nuevo valor de la constante de Hubble”, señala la colaboración, “es un marco construido por la comunidad que reúne décadas de mediciones de distancia independientes, de forma transparente y accesible”.
Datos de observatorios terrestres y espaciales.
El NSF NOIRLab contribuyó tanto con experiencia científica como con observaciones originales. John Blakeslee, director de servicios científicos y de investigación en NSF NOIRLab, es parte de la colaboración. El análisis incluyó datos del Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO) de NSF en Chile y del Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO) de NSF en Arizona, ambos programas del NOIRLab de NSF. Estas observaciones se combinaron con datos de otras instalaciones, tanto en tierra como en el espacio, fortaleciendo los resultados generales.
En lugar de depender de una única estrategia, el equipo creó lo que llaman una “red a distancia”. Este sistema combina varios métodos superpuestos utilizados para medir distancias cósmicas. Estas incluyen estrellas variables cefeidas, que se iluminan y atenúan de manera predecible, estrellas gigantes rojas con luminosidades conocidas, supernovas de tipo Ia y ciertos tipos de galaxias.
Este enfoque en capas permite a los investigadores verificar los resultados de múltiples maneras. Si un método es defectuoso, eliminarlo del análisis cambiará la respuesta final. No sucedió. Incluso cuando se excluyeron las estrategias individuales, el resultado general se mantuvo esencialmente sin cambios. La coherencia entre los métodos refuerza la confianza en las tasas de expansión medidas.
“Este trabajo descarta de manera efectiva interpretaciones de la tensión de Hubble que se basan en errores únicos e insignificantes en las mediciones de distancias locales”, concluyen los autores. “Si la excitación es real, como sugiere un creciente conjunto de evidencia, podría apuntar a una nueva física más allá del modelo cosmológico estándar”.
¿Qué podría significar la tensión del Hubble?
Más allá de las técnicas de medición de impacto. La lenta tasa de expansión derivada del universo primitivo depende del modelo estándar de cosmología, que describe cómo evolucionó el universo desde el Big Bang. Si a ese modelo le falta algo, como una explicación de la energía oscura, partículas desconocidas o cambios en la gravedad, sus predicciones para la expansión actual pueden estar equivocadas.
En ese caso, la atracción del Hubble puede indicar un problema más profundo en lugar de un simple problema de medición. Esto puede indicar que los científicos necesitan revisar su comprensión de cómo funciona el universo.
Esperando futuras observaciones
La red a distancia recientemente desarrollada proporciona un marco para futuros estudios. Al hacer que sus métodos y datos estén disponibles públicamente, el equipo ha creado un sistema que puede perfeccionarse a medida que haya nuevas observaciones disponibles. Se espera que los próximos observatorios proporcionen mediciones más precisas, lo que puede ayudar a determinar si esta discrepancia eventualmente se resolverá o continuará apuntando a nueva física.
Más información
Esta investigación se presenta en un artículo titulado “La red de distancia local: medición de la constante de Hubble con una precisión de ~1%”. Astronomía y Astrofísica.
Los resultados son presentados por la colaboración H0DN.
NSF NOIRLab, el Centro de Astronomía Óptica-Infrarroja Terrestre de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., opera el Observatorio Internacional Gemini (NSF, NRC-Canadá, ANID-Chile, MCTIC-Brasil, MINCyT-Argentina y KASI-República de Corea), el Observatorio KITPNS Corea (PNSS), el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), el Centro Comunitario de Ciencia y Datos (CSDC) y el NSF-DOE Vera Observatorio C. Rubin (en colaboración con el Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC del DOE). Es operado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede en Tucson, Arizona.
La comunidad científica se siente honrada de tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en Ioligum Duag (Kit Peak) en Arizona, Maunakea en Hawaii y Cerro Tololo y Cerro Pachón en Chile. Reconocemos y reconocemos el papel cultural muy importante y el respeto de maunakea hacia la nación Tohono O’odham, E’oligam Duag y la comunidad Kanaka Maoli (nativa hawaiana).
