Cómo el mayor misterio del Universo ha enfrentado a científicos de todo el mundo.
Los cosmólogos se enfrentan a un grave problema científico, que indica la imperfección del conocimiento humano sobre el Universo. La complejidad concierne a algo aparentemente trivial como la tasa de expansión del Universo. El hecho es que los diferentes métodos indican diferentes significados, y hasta ahora nadie puede explicar la extraña discrepancia.
Misterio cósmico
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Actualmente, el modelo cosmológico estándar "Lambda-CDM" (ΛCDM) describe con mayor precisión la evolución y estructura del universo. Según este modelo, el universo tiene una constante cosmológica positiva distinta de cero (término lambda) que provoca una expansión acelerada. Además, ΛCDM explica la estructura observada del CMB (fondo cósmico de microondas), la distribución de las galaxias en el Universo, la abundancia de hidrógeno y otros átomos de luz, y la tasa misma de expansión del vacío. Sin embargo, una seria discrepancia en la tasa de expansión puede indicar la necesidad de un cambio radical en el modelo.
La física teórica Vivian Poulin, del Centro Nacional Francés de Investigación Científica y del Laboratorio del Universo y las Partículas de Montpellier, sostiene que esto significa lo siguiente: algo importante ha sucedido en el joven universo que aún no conocemos. Quizás este fue un fenómeno asociado con un tipo desconocido de energía oscura o un nuevo tipo de partículas subatómicas. Si el modelo lo tiene en cuenta, la discrepancia desaparecerá.
Al borde de una crisis
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Una de las formas de determinar la tasa de expansión del Universo es estudiar el fondo de microondas: la radiación relicta, que apareció 380 mil años después del Big Bang. ΛCDM se puede utilizar para derivar la constante de Hubble midiendo grandes fluctuaciones en el CMB. Resultó ser igual a 67,4 kilómetros por segundo por cada megaparsec, o unos tres millones de años luz (a esa velocidad, los objetos que están distantes a la distancia adecuada divergen entre sí). En este caso, el error es de solo 0,5 kilómetros por segundo por megaparsec.
Si obtenemos aproximadamente el mismo valor utilizando un método diferente, esto confirmará la validez del modelo cosmológico estándar. Los científicos midieron el brillo aparente de velas estándar, objetos cuya luminosidad siempre se conoce. Dichos objetos son, por ejemplo, supernovas de tipo Ia: enanas blancas que ya no pueden absorber materia de grandes estrellas compañeras y explotar. Por el brillo aparente de las velas estándar, puede determinar la distancia a ellas. En paralelo, puede medir el desplazamiento al rojo de las supernovas, es decir, el desplazamiento de las longitudes de onda de la luz hacia la región roja del espectro. Cuanto mayor sea el corrimiento al rojo, mayor será la velocidad a la que el objeto se retira del observador.
Así, es posible determinar la tasa de expansión del Universo, que en este caso resulta ser igual a 74 kilómetros por segundo por cada megaparsec. Esto no coincide con los valores obtenidos del ΛCDM. Sin embargo, es poco probable que un error de medición pueda explicar la discrepancia.
Según David Gross, del Instituto Kavli de Física Teórica de la Universidad de California, Santa Bárbara, en física de partículas, tal discrepancia no se llamaría un problema, sino una crisis. Sin embargo, varios científicos no estuvieron de acuerdo con esta evaluación. La situación se complicó con otro método, que también se basa en el estudio del Universo temprano, a saber, las oscilaciones acústicas bariónicas: oscilaciones en la densidad de la materia visible que llena el Universo temprano. Estas vibraciones son causadas por ondas acústicas de plasma y siempre son de dimensiones conocidas, lo que las hace parecer velas estándar. Combinados con otras medidas, dan la constante de Hubble consistente con ΛCDM.
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Nuevo modelo
Existe la posibilidad de que los científicos cometieran un error al usar supernovas de Tipo Ia. Para determinar la distancia a un objeto distante, necesita construir una escalera de distancia.
El primer paso de esta escalera son las Cefeidas: estrellas variables con una relación exacta entre período y luminosidad. Con las cefeidas, puede determinar la distancia a las supernovas de tipo Ia más cercanas. En uno de los estudios, en lugar de Cefeidas, se utilizaron gigantes rojas, que en una determinada etapa de la vida alcanzan su brillo máximo; es lo mismo para todas las gigantes rojas.
Como resultado, la constante de Hubble resultó ser igual a 69,8 kilómetros por segundo por megaparsec. No hay crisis, dice Wendy Freedman de la Universidad de Chicago, una de las autoras del artículo.
Pero esta afirmación también fue cuestionada. La colaboración H0LiCOW midió la constante de Hubble usando lentes gravitacionales, un efecto que ocurre cuando un cuerpo masivo dobla los rayos provenientes de un objeto distante detrás de él. Estos últimos podrían ser quásares, los núcleos de galaxias activas alimentadas por un agujero negro supermasivo. Debido a las lentes gravitacionales, pueden aparecer varias imágenes de un cuásar a la vez. Al medir el parpadeo de estas imágenes, los científicos han obtenido una constante de Hubble actualizada de 73,3 kilómetros por segundo por megaparsec. Al mismo tiempo, los científicos hasta el último no conocían el posible resultado, lo que excluye la posibilidad de fraude.
El resultado de medir la constante de Hubble a partir de máseres naturales formados cuando el gas gira alrededor de un agujero negro fue de 74 kilómetros por segundo por megaparsec. Otros métodos dieron 76,5 y 73,6 kilómetros por segundo por megaparsec. También surgen problemas al medir la distribución de materia en el Universo, ya que las lentes gravitacionales dan un valor diferente en comparación con las mediciones del fondo de microondas.
Si resulta que la discrepancia no se debe a errores de medición, se requerirá una nueva teoría para explicar todos los datos actualmente disponibles. Una posible solución es cambiar la cantidad de energía oscura que hace que el universo se expanda rápidamente. Aunque la mayoría de los científicos están a favor de no actualizar la física, el problema sigue sin resolverse.
PD
Pero acerca de lo que vemos * (con la ayuda de telescopios e instrumentos), la luz de estrellas extinguidas hace mucho tiempo está fuera de discusión, pero ¿por qué?
Después de todo, la luz de una estrella que llega a nosotros en el tiempo, puede contar … (calcular) no exactamente, sino aproximadamente. Es decir, lo que vemos en el lugar de una estrella aparentemente brillante, ya hoy, puede ser solo un espacio vacío. La estrella ya no está y observamos su luz.
Para comprender las distancias universales, mire este material de video:
Te sientas y piensas después de ver estos videos, pero ¿quiénes somos NOSOTROS, qué somos NOSOTROS?
Nosotros pensamos
Creemos que …
Entendemos
Ehh..
Autor: Slavik Yablochny
