La NASA refuerza el gran misterio del universo: su expansión es más rápida de lo que debería
Las observaciones del telescopio James Webb y nuevas mediciones independientes apuntan a una constante de Hubble de 73,5 kilómetros por segundo por megapársec, frente a los 67-68 que predice el modelo cosmológico a partir del universo primitivo
El universo se está expandiendo y, cuanto más precisos son los instrumentos con los que los científicos intentan medir esa expansión, mayor es el misterio. Nuevas observaciones respaldadas por la NASA y el telescopio espacial James Webb han reforzado la llamada tensión de Hubble, una discrepancia que desde hace años mantiene en jaque a la cosmología moderna y que podría obligar a revisar algunas de las ideas fundamentales sobre la evolución del cosmos.
La cuestión gira en torno a la constante de Hubble (H0), el parámetro que describe la velocidad actual de expansión del universo. Las mediciones realizadas mediante distintos indicadores del universo relativamente cercano apuntan a una expansión de aproximadamente 73,5 kilómetros por segundo por megapársec, mientras que los cálculos realizados a partir de la radiación cósmica de fondo sitúan el valor en torno a 67-68 kilómetros por segundo por megapársec. La diferencia puede parecer pequeña, pero para los cosmólogos es demasiado importante como para atribuirla simplemente al azar o a un error de medición.
Dos universos que no terminan de encajar
La tensión surge porque existen dos grandes formas de calcular cuánto se está expandiendo el universo. Una de ellas observa el cosmos cercano, utilizando una denominada escalera de distancias cósmicas. En ella intervienen distintos indicadores, entre ellos las estrellas cefeidas y las supernovas de tipo Ia, que permiten calcular distancias cada vez mayores. Las cefeidas resultan especialmente útiles porque su variación periódica de brillo está relacionada con su luminosidad real. Las supernovas de tipo Ia, por su parte, pueden utilizarse como auténticos faros cósmicos debido a su extraordinario brillo. Con estos métodos, las mediciones apuntan hacia un universo que se expande más deprisa.
La otra estrategia mira hacia el pasado. Los científicos estudian la radiación cósmica de fondo de microondas, la huella térmica del universo cuando apenas tenía unos 380.000 años. A partir de esas observaciones y del modelo cosmológico estándar, pueden calcular cuál debería ser la velocidad de expansión actual. Y ahí aparece el problema: el resultado es significativamente inferior al obtenido mediante las observaciones del universo cercano.
James Webb elimina una de las explicaciones
Durante años, una de las principales posibilidades era que el problema estuviera en las propias mediciones astronómicas. Podía existir, por ejemplo, algún sesgo relacionado con las cefeidas, la presencia de polvo interestelar o la dificultad para distinguir correctamente unas estrellas de otras en galaxias lejanas. El telescopio espacial James Webb ha permitido poner a prueba algunas de estas hipótesis gracias a su capacidad para observar el universo en el infrarrojo y separar con mayor precisión estrellas que aparecen demasiado juntas para otros instrumentos.
En colaboración con el telescopio Hubble, Webb ha permitido revisar las mediciones de las cefeidas y los resultados no han eliminado la discrepancia. Las observaciones continúan respaldando una tasa de expansión del universo local superior a la que se obtiene al extrapolar desde el universo primitivo. Eso hace que la explicación basada exclusivamente en un error de observación resulte cada vez menos convincente.
Una medición cada vez más difícil de cuestionar
El problema se ha intensificado además porque el valor elevado de la constante de Hubble no procede ya de una única técnica. Diferentes investigaciones han combinado cefeidas, supernovas, paralajes, estrellas gigantes rojas y otros indicadores de distancia, obteniendo resultados que continúan situándose alrededor de los 73 kilómetros por segundo por megapársec.
Una de las mediciones más recientes de la colaboración internacional H0 Distance Network ha establecido un valor de 73,50 ± 0,81 kilómetros por segundo por megapársec, con una precisión extraordinariamente elevada. La cifra no significa que todo el universo se aleje de nosotros a 73,5 kilómetros por segundo. La expansión cósmica no funciona como la velocidad de un automóvil: es el propio espacio el que se está expandiendo. Por ello, cuanto más distante está una galaxia, mayor es la velocidad aparente con la que se aleja.
¿Y si el problema está en el modelo cosmológico?
La discrepancia plantea ahora una cuestión mucho más profunda. Las observaciones del fondo cósmico de microondas son extremadamente precisas, pero el valor de H0 que se obtiene de ellas no es una medición directa de la expansión actual. Es una predicción basada en cómo debería haber evolucionado el universo según el modelo cosmológico estándar. Por eso, si las mediciones del universo cercano son correctas, una posibilidad es que el modelo que describe la evolución del cosmos esté incompleto.
Los científicos han planteado distintas hipótesis para explicar la discrepancia, desde posibles errores sistemáticos todavía no detectados hasta modificaciones de algunos de los ingredientes fundamentales del universo, como la energía oscura o la materia oscura, o incluso la existencia de fenómenos físicos que todavía no conocemos. Por ahora, ninguna explicación ha conseguido imponerse.
La llamada tensión de Hubble se ha convertido así en uno de los grandes desafíos de la cosmología contemporánea: dos métodos extraordinariamente precisos parecen describir universos diferentes. Y si futuras observaciones confirman definitivamente la discrepancia, el problema podría ser mucho más importante que una simple cuestión de calibración. Podría significar que hay una pieza fundamental de la historia del universo que todavía no comprendemos.
