El Telescopio James Webb nos ha puesto en el punto de replantearnos lo que creemos o creíamos saber del Universo. Y es que una nueva revelación científica ha profundizado el misterio sobre la expansión acelerada del universo, llevando a los investigadores a considerar la posible influencia de elementos cósmicos aún no comprendidos, particularmente la materia y energía oscuras.
Las observaciones realizadas durante dos años con el telescopio espacial James Webb de la NASA han confirmado un fenómeno previamente documentado por el telescopio Hubble. El ritmo de expansión universal supera en aproximadamente un 8 % las predicciones basadas en el conocimiento actual sobre los orígenes cósmicos y su desarrollo durante miles de millones de años.
“Tensión de Hubble”
Este enigmático fenómeno ha recibido el nombre “tensión de Hubble”, manifestando una discordancia fundamental entre las observaciones y los modelos teóricos existentes.
Las observaciones del Webb, el telescopio espacial más capaz jamás desplegado, parecen descartar la idea de que los datos de su precursor, el Hubble, estuvieran viciados de algún modo debido a un error de los instrumentos.
“Esta es la mayor muestra de datos del telescopio Webb –sus dos primeros años en el espacio– y confirma el desconcertante hallazgo del telescopio espacial Hubble con el que hemos estado luchando durante una década: el universo se expande ahora más rápido de lo que nuestras mejores teorías pueden explicar”, afirma el astrofísico Adam Riess, de la Universidad Johns Hopkins de Maryland, autor principal del estudio publicado en la revista Astrophysical Journal.
“Sí, parece que falta algo en nuestra comprensión del universo”, añadió Riess, premio Nobel de Física en 2011 por el codescubrimiento de la expansión acelerada del universo. “Nuestra comprensión del universo contiene mucha ignorancia sobre dos elementos –la materia oscura y la energía oscura– y estos constituyen el 96% del universo, así que no es poca cosa”.
“Revisar nuestro modelo del universo”
“Los resultados del Webb pueden interpretarse como una sugerencia de que tal vez sea necesario revisar nuestro modelo del universo, aunque de momento es muy difícil precisar en qué consiste”, afirma Siyang Li, estudiante de doctorado en astronomía y astrofísica de la Johns Hopkins y coautor del estudio.
La materia oscura, que se cree que constituye alrededor del 27 % del universo, es una forma invisible de materia inferida por sus efectos gravitatorios sobre la materia ordinaria, que splo representa el 5%. Por su parte, la energía oscura, con un 69 % del universo, es una energía hipotética que permea el espacio, contrarresta la gravedad y acelera la expansión del universo.
¿Qué podría explicar este ritmo de expansión anómalo?
“Hay muchas hipótesis que incluyen la materia oscura, la energía oscura, la radiación oscura –por ejemplo, los neutrinos (un tipo de partícula subatómica fantasmal)– o la propia gravedad con algunas propiedades exóticas como posibles explicaciones”, afirma Riess.
Los investigadores emplearon tres métodos distintos para medir una métrica reveladora concreta: las distancias desde la Tierra a las galaxias en las que se ha documentado un tipo de estrella pulsante llamada Cefeida. Las mediciones de Webb y Hubble estaban en armonía.
La constante de Hubble, que mide la velocidad de expansión del universo, se expresa en kilómetros por segundo por megaparsec, una distancia equivalente a 3,26 millones de años luz. Un año luz equivale a 9,5 billones de kilómetros. El modelo estándar de la cosmología establece que esta constante debería rondar entre 67 y 68. Sin embargo, los datos de los telescopios Hubble y Webb indican un valor promedio de 73, con un rango estimado entre 70 y 76.
El Big Bang, ocurrido hace 13.000 o 14.000 millones de años, dio origen al universo, que no ha dejado de expandirse desde entonces. En 1998, los científicos descubrieron que esta expansión se estaba acelerando y que la razón era la energía oscura.
El nuevo estudio analizó los datos del Webb, que cubren aproximadamente un tercio de la lista completa de galaxias relevantes del Hubble. Los investigadores anunciaron en 2023 que los datos provisionales anteriores del Webb validaban los hallazgos del Hubble.
“Necesitamos más datos para caracterizar mejor esta pista. ¿De qué tamaño es exactamente (la discrepancia)? ¿La discrepancia se sitúa en el extremo inferior -4-5%- o en el extremo superior -10-12%- de lo que permiten los datos actuales? ¿En qué intervalo de tiempo cósmico se produce? Esto nos ayudará a hacernos una idea”, afirma Riess.
Con información de Reuters, Astrophysical Journal y DW
