Nuevas mediciones del fondo cósmico de microondas agudizan la desconcertante «tensión del Hubble»
El Fondo Cósmico de Microondas (CMB) es la primera luz que pudo moverse libremente por el Universo. Publicado unos 400.000 años después del Big Bang, es un mapa que ha sido utilizado por los astrónomos para comprender el cosmos. Para verlo completo hay que ir al espacio, midiéndolo por todo el cielo, como el satélite Planck. Se obtienen partes de diferentes lugares de la Tierra, pero se pueden obtener más detalles que desde el espacio, como lo ha hecho un nuevo trabajo.
Los astrónomos utilizaron el Telescopio del Polo Sur (SPT) para realizar mediciones de alta precisión del CMB. En un artículo que aún no ha sido revisado por pares, midieron la polarización de esta luz. Las ondas de luz son oscilaciones de campos eléctricos y magnéticos, y estas oscilaciones pueden ocurrir en cualquier dirección perpendicular a la dirección en la que viaja la luz. Cuando la luz está polarizada, las oscilaciones ocurren en una dirección específica. Esta luz oscilante se encuentra detrás de las gafas 3D: en la pantalla se proyecta luz con dos polarizaciones, pero las lentes derecha e izquierda de las gafas sólo dejan pasar un tipo de luz polarizada.
Cuando se trata del CMB, la luz polarizada nos permite aprender aún más sobre cómo era el universo cuando se emitió esta luz.
Esto agudiza la tensión del Hubble, al menos según las mediciones locales más aceptadas.
Profesor Tom Crawford
“Casi todas nuestras limitaciones cosmológicas provienen del CMB, principalmente de datos del satélite Planck. Pero las restricciones de Planck provienen casi todas de la información codificada en las fluctuaciones en la intensidad total del CMB, mientras que la reciente medición del SPT sólo utiliza información de la polarización (o «dirección de movimiento») del CMB. De esa manera, las nuevas restricciones del SPT son casi independientes de los resultados de Planck y, por lo tanto, proporcionan una prueba clave de esos resultados”, dijo a IFLScience el coautor del estudio, el profesor de investigación de la Universidad de Chicago, Tom Crawford.
En el primer método, utilizando datos del CMB, los científicos determinaron que el universo se está expandiendo a un ritmo de 67,4 kilómetros por segundo por megaparsec, siendo 1 megaparsec 3,26 millones de años luz. Esto significa que si dos galaxias están separadas por 1 megaparsec, la expansión del universo haría que pareciera que se alejan una de la otra a una velocidad de 67,4 kilómetros (42 millas) por segundo.
En cambio, el segundo método resuelve esto midiendo la distancia de las galaxias locales a nosotros y la rapidez con la que parecen estar retrocediendo debido a la expansión del universo. Este método obtiene 73 kilómetros por segundo por megaparsec.
Las incertidumbres sobre estos dos métodos son pequeñas y no se superponen, de ahí que exista tensión. Las observaciones del SPT concuerdan con los datos de Planck.
“Debido a que los resultados del SPT son independientes de Planck, podrían haber caído en cualquier lugar en el rango de ‘estar de acuerdo con Planck’ a ‘estar de acuerdo con las mediciones locales’, y aterrizaron justo encima de Planck. Esto agudiza la tensión del Hubble, al menos con las mediciones locales más ampliamente aceptadas”, dijo el profesor Crawford a IFLScience.
Crédito de la imagen: cortesía de Ge et al.
¿Uno o ambos bandos están subestimando sus incertidumbres y los valores sólo parecen ser diferentes? ¿O hay algún problema con nuestro modelo del universo? No sabemos cuál es la solución en este caso, pero las observaciones de seguimiento son cruciales. Por eso este trabajo fue increíblemente importante y el SPT fue crucial para ello.
“El Polo Sur es el mejor sitio de la Tierra para realizar observaciones profundas y de bajo ruido del CMB, y la SPT-3G, la cámara actual del SPT, es la cámara CMB de alta resolución más potente que funciona actualmente. Sólo con el nivel de profundidad que logramos en este resultado (y mediante el uso de nuevas técnicas de análisis que maximizan la información que podemos extraer de los datos) podemos producir restricciones cosmológicas a partir de la polarización únicamente que sean competitivas con los resultados del total. intensidad del CMB”, dijo el profesor Crawford a IFLScience.
El artículo se envió a la revista Physical Review D y está disponible como preimpresión en ArXiv.
