Una técnica pionera para medir la velocidad de expansión del universo ofrece una visión nueva e independiente sobre un viejo debate y podría ayudar a determinar la edad del universo con mayor precisión. Uno de los miembros del equipo que la ha desarrollado es Tom Broadhurst, profesor de investigación Ikerbasque de la UPV/EHU y asociado del DIPC.

En astronomía hay dos mediciones precisas de la expansión del universo, conocida también como «constante de Hubble». Una se calcula a partir de las observaciones próximas de las supernovas (las enormes explosiones que se producen al finalizar el ciclo de vida de algunas estrellas) y la segunda emplea el «fondo cósmico de microondas» o la radiación que comenzó a fluir libremente por el universo poco después del Big Bang. Pero estas dos mediciones difieren en un 10 % aproximadamente, lo que ha suscitado un amplio debate entre los físicos y los astrónomos. Si ambas mediciones son precisas, ello significa que la teoría actual que sostienen los científicos sobre la composición del universo es incompleta.

Un equipo internacional del que forma parte Tom Broadhurst, profesor de investigación Ikerbasque de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) y asociado del Donostia International Physics Center (DIPC), ha realizado un nuevo cálculo de la constante de Hubble analizando la luz de múltiples apariciones de una supernova.

«Si las nuevas mediciones independientes confirman esta discrepancia entre ambas mediciones de la constante de Hubble, ello haría tambalear nuestros conocimientos y comprensión sobre el cosmos», señala Patrick Kelly, autor principal del estudio y profesor adjunto de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Minnesota. «La gran pregunta es si hay un posible problema con una o ambas mediciones. Nuestra investigación aborda esto midiendo de manera independiente y completamente diferente la tasa de expansión del universo».

Relación entre materia oscura y energía oscura

El equipo ha calculado esta tasa de expansión utilizando datos de la supernova Refsdal, el primer ejemplo de supernova observada con una imagen multiplicada, es decir, el telescopio capturó cuatro imágenes diferentes del mismo evento cósmico. Tras el descubrimiento, equipos de todo el mundo predijeron que la supernova reaparecería en una nueva posición en 2015 y el equipo de la Universidad de Minnesota detectó esta imagen adicional. Estas imágenes múltiples aparecieron porque la supernova fue distorsionada por la lente gravitacional de un cúmulo de galaxias, un fenómeno por el cual la masa del cúmulo dobla y aumenta la luz. Empleando los retardos entre las apariciones de las imágenes de 2014 y 2015, los investigadores han podido medir la constante de Hubble aplicando una teoría desarrollada en 1964 por el astrónomo noruego Sjur Refsdal y que previamente no se había podido poner en práctica.

La nueva medición de la constante de Hubble coincide más con la del fondo cósmico de microondas «y confirma nuestra tesis de que la velocidad de expansión del universo se ve dominada por la presión exterior de la energía oscura y se compensa con la autogravedad de la materia oscura, de tal manera que actualmente se está acelerando», concluye Tom Broadhurst.

Referencias:

Patrick L. Kelly, Steven Rodney, Tommaso Treu, Masamune Oguri, Wenlei Chen, Adi Zitrin, Simon Birrer, Vivien Bonvin, Luc Dessart, Jose M. Diego, Alexei V. Filippenko, Ryan J. Foley, Daniel Gilman, Jens Hjorth, Mathilde Jauzac, Kaisey Mandel, Martin Millón, Justin Pierel, Keren Sharon, Stephen Thorp, Liliya Williams, Tom Broadhurst, Alan Dressler, Or Graur, Saurabh Jha, Curtis McCully, Marc Postman, Kasper Borello Schmidt, Brad E. Tucker, Anja von der Linden (2023) Constraints on Hubble constant from Supernova Refsdal’s reappearance Science doi: 10.1126/science.abh1322

Patrick L. Kelly, Steven Rodney, Tommaso Treu, Simon Birrer, Vivien Bonvin, Luc Dessart, Ryan J. Foley, Alexei V. Filippenko, Daniel Gilman, Saurabh Jha, Jens Hjorth, Kaisey Mandel, Martin Millon, Justin Pierel, Stephen Thorp, Adi Zitrin, Tom Broadhurst, Wenlei Chen, Jose M. Diego, Alan Dressler, Or Graur, Mathilde Jauzac, Matthew A. Malkan, Curtis McCully, Masamune Oguri, Marc Postman, Kasper Borello Schmidt, Keren Sharon, Brad E. Tucker, Anja von der Linden eta Joachim Wambsganss (2023) The Magnificent Five Images of Supernova Refsdal: Time Delay and Magnification Measurements The Astrophysical Journal doi: 10.3847/1538-4357/ac4ccb

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa