Una vez descubrimos que el universo se estaba expandiendo. Después de eso, el siguiente paso científico fue determinar la velocidad o tasa de esta expansión. Han pasado más de 80 años, pero todavía no nos hemos puesto de acuerdo en este tema. Observando las escalas cósmicas más grandes y estudiando las señales más antiguas, el resplandor del Big Bang y las correlaciones a gran escala de las galaxias, obtuvimos un número: 67 km / s / Mpc.
Pero al observar estrellas, galaxias, supernovas y otros indicadores directos individuales, obtenemos un número diferente: 74 km / s / Mpc. Las incertidumbres son muy pequeñas: ± 1 para el primer número y ± 2 para el segundo número, y existe una probabilidad estadística de menos del 0,1% de que estos números se concilien entre sí. Esta contradicción debería haberse resuelto hace mucho tiempo, pero ha persistido desde que se descubrió por primera vez la expansión del universo.
En 1923, Edwin Hubble utilizó el telescopio más grande del mundo para buscar nuevas estrellas en otras galaxias. Probablemente, no valdría la pena decir "galaxias", porque entonces la humanidad no estaba segura de las espirales celestiales. Mientras estudiaba el más grande de ellos, M31, ahora conocido como la Nebulosa de Andrómeda, vio el primero, y luego el segundo y el tercero nuevo. Pero el cuarto apareció en el mismo lugar que el primero, y esto era imposible, ya que los nuevos tardan siglos o más en recargarse. Su nuevo apareció en menos de una semana. Emocionado, Hubble tachó la primera "N" que escribió y sobrescribió "¡VAR!" Se dio cuenta de que era una estrella variable, y desde entonces existía la física de las estrellas variables. Hubble pudo calcular la distancia a Andrómeda. Mostró que estaba exactamente fuera de la Vía Láctea y obviamente es una galaxia. Fue el mejor avistamiento de una sola estrella en la historia de la astronomía.
LP original de Edwin Hubble que revela la naturaleza variable de una estrella en Andrómeda
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Hubble continuó su trabajo observando estrellas variables en muchas galaxias espirales. Junto con sus líneas espectrales cambiadas, comenzó a notar que cuanto más lejos está la galaxia, más rápido se aleja de nosotros. No solo descubrió esta ley, conocida como ley de Hubble, sino que fue el primero en medir la tasa de expansión: el parámetro de Hubble. Sin embargo, el número que recibió fue grande. Muy grande. Tan grande que, de ser cierto, se seguiría que el Big Bang ocurrió hace apenas dos mil millones de años. Obviamente, nadie lo creería, ya que tenemos evidencia geológica de que la Tierra por sí sola tiene más de cuatro mil millones de años.
Imagen compuesta del hemisferio occidental de la Tierra con más de 4 mil millones de años
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En 1943, el astrónomo Walter Baade observó de cerca las estrellas variables fuera de la Vía Láctea y notó algo increíblemente importante: no todas las cefeidas variables, el tipo que utilizó Hubble para determinar la expansión del universo, se comportan de la misma manera. En cambio, había dos clases diferentes. Y de repente resultó que la constante de Hubble no era tan grande como había decidido Hubble.
Las mediciones de estrellas variables realizadas por Walter Baade en Andrómeda fueron la evidencia más importante de la existencia de dos poblaciones separadas de cefeidas y permitieron que el parámetro de Hubble se redujera a un valor más significativo.
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En cambio, el universo se expandió más lentamente, lo que significa que le tomó más tiempo alcanzar su estado actual. Por primera vez, el Universo superó a la Tierra en edad, y eso fue una buena señal. Con el tiempo, los refinamientos adicionales aumentaron y el exponente de Hubble disminuyó gradualmente, mientras que la edad del universo continuó aumentando. En última instancia, la edad de incluso las estrellas más antiguas se hundió con la edad del universo.
Cómo las estimaciones del parámetro de Hubble cambiaron con el tiempo
La historia no termina ahí. ¿Sabes por qué se llamó así al telescopio espacial Hubble? No porque lleva el nombre de Edwin Hubble, quien descubrió que el universo se estaba expandiendo. Más bien, porque su misión principal era medir el parámetro de Hubble, o la velocidad a la que se expande el universo. Antes del lanzamiento del telescopio en 1990, había dos campos que defendían universos completamente diferentes: uno dirigido por Allan Sendage y un universo con una tasa de expansión de 50 km / s / Mpc y una edad de 16 mil millones de años; el otro está bajo el liderazgo de Gerard de Vaucouleur y un universo con una tasa de expansión de 100 km / s / Mpc y una edad de menos de 10 mil millones de años. Estos dos campos estaban convencidos de que los campos opuestos estaban cometiendo errores sistemáticos en sus mediciones y que no había término medio. El principal objetivo científico del telescopio espacial Hubble era medir la tasa de expansión de una vez por todas.
Y lo logró. 72 ± 8 km / s / Mpc fue el resultado final del proyecto. Hoy en día hay incluso menos errores o inexactitudes, y también lo es la tensión entre los dos métodos diferentes. Si observa el Universo en las escalas más grandes, las fluctuaciones del fondo cósmico de microondas y las oscilaciones acústicas bariónicas en el agrupamiento de galaxias, obtiene un número menor: 67 km / s / Mpc. Este no es el resultado más favorable, pero los valores más altos son bastante posibles.
Si observa las mediciones directas de estrellas individuales en nuestra galaxia, y luego las mismas clases de estrellas en otras galaxias, y luego las supernovas más allá de eso, obtiene un valor más alto: 74 km / s / Mpc. Pero un error sistemático en las mediciones de estrellas cercanas, incluso un error de varios por ciento, podría reducir significativamente este número incluso al valor más bajo propuesto. A medida que la misión Gaia de la ESA continúa midiendo el paralaje con una precisión sin precedentes de mil millones de estrellas en nuestra galaxia, esta tensión puede resolverse por sí sola.
Hoy conocemos la tasa de expansión del Hubble con bastante precisión, y dos métodos diferentes de extracción parecen dar valores contradictorios. Hay muchas dimensiones diferentes sucediendo en este momento, cada campo tratando de probar su caso y encontrar los errores del otro. Y si la historia nos ha enseñado algo, podemos decir que, en primer lugar, aprenderemos algo nuevo e interesante sobre la naturaleza de nuestro Universo cuando se resuelva este problema, y en segundo lugar, esta disputa sobre la tasa de expansión claramente no lo hará. último.
ILYA KHEL
