¿A qué velocidad se expande el Universo?

Cuando se trata de medir a qué velocidad se expande el Universo, los científicos no se ponen de acuerdo. De hecho, los dos principales métodos utilizados, uno basado en cálculos teóricos y otro en la observación, arrojan resultados diferentes, algo que irrita profundamente a los cosmólogos.

Ahora, y tras toda una década de polémicas y desacuerdos, el físico teórico Lucas Lombriser, de la Universidad de Ginebra, ha propuesto una solución que, en principio, zanja el problema.

En un artículo recién publicado en Physics Letters B, Lombriser afirma que la Tierra, el Sistema Solar, la Vía Láctea y varios miles de galaxias cercanas a nosotros están, o estamos, en el interior de una vasta «burbuja» de unos 250 millones de años luz de diámetro.

Y que en el interior de esa burbuja, la densidad de materia es mucho menor que en el resto del Universo. Con eso bastaría, afirma el científico, para que ambos valores coincidieran.

Hasta el momento, los dos principales métodos para calcular la tasa de expansión del Universo han conseguido llegar a unos valores que difieren aproximadamente un 10%, una desviación que es estadísticamente irreconciliable. Pero el nuevo enfoque de Lombriser elimina por completo esa diferencia, y además lo hace sin necesidad de recurrir a una «Nueva Física».

Dos mediciones, dos resultados

El Universo se está expandiendo desde el Big Bang, el momento mismo en que nació, hace unos 13.760 millones de años. El primero en proponer esa idea fue físico belga Georges Lemaître en 1927. Dos años más tarde, en 1929, el astrónomo norteamericano Edwin Hubble demostró que todas las galaxias se están alejando entre sí, y que cuanto más lejos se encuentren unas de otras más rápido será ese alejamiento.

Esos hallazgos dieron lugar a la llamada ley de Hubble-Lemaître, que incluye también la tasa de expansión del Universo, conocida como Constante de Hubble y cuyo valor es, en la actualidad, de cerca de 70 km por segundo por Megaparsec, lo que significa que el Universo se expande 70 km por segundo más deprisa por cada 3,26 millones de años luz más de distancia. El problema, como se ha dicho, es que hay dos métodos para calcular el valor de la constante. Y ambos están en conflicto.

El primero de esos métodos se basa en el fondo cósmico de microondas, esto es, la radiación o «calor residual» del mismísimo Big Bang, que permea por igual todo el Universo. Gracias a los precisos datos del telescopio espacial Planck, y dado que el Universo es homogéneo e isotrópico, se obtiene, usando la Teoría de la Relatividad General de Einstein, un valor de 67,4 para la Constante de Hubble.

El segundo método de cálculo, sin embargo, se basa en la observación de las supernovas que aparecen esporádicamente en galaxias distantes. Se trata de eventos muy brillantes y proporcionan al observador distancias muy precisas, lo que ha permitido establecer para la constante de Hubble un valor de 74. ¿Pero cuál de los dos valores es el correcto?

El Universo podría no ser tan homogéneo

Según explica Lombriser, «estos dos valores han ido volviéndose más precisos con los años, pero sin dejar de ser diferentes entre sí. Eso llevó a una agria controversia científica, y también a despertar la emocionante esperanza de que tal vez estábamos lidiando con una Nueva Física».

Para tratar de conciliar ambos valores, Lombriser decidió considerar la idea, ciertamente revolucionaria, de que después de todo el Universo podría no ser tan homogéneo como se afirma. Es decir, que la materia no se distribuye por igual en todas partes. Eso es algo que, a escalas relativamente modestas, parece obvio: no cabe duda, por ejemplo, de que la materia se distribuye de manera diferente dentro de una galaxia que fuera de ella.

Sin embargo, resulta mucho más difícil imaginar variaciones en la densidad media de la materia si consideramos escalas mucho mayores, miles de veces más grandes que una sola galaxia.

Burbuja gigantesca

«Pero si estuviéramos en el interior de una especie de gigantesca burbuja -prosigue el científico- donde la densidad de materia fuera significativamente menor que la densidad conocida para todo el Universo, tendría consecuencias en las distancias de las supernovas y, en última instancia, también el la determinación del valor de la Constante de Hubble».

Todo lo que se necesitaría sería que esa «burbuja de Hubble» fuera lo suficientemente grande como para incluir a las galaxias cuyas supernovas se usan como referencia para medir distancias.

Lombriser probó con diferentes tamaños para esa hipotética burbuja, y al establecer un diámetro de 250 millones de años luz y una densidad de materia en el interior un 50% más baja que en el resto del Universo, se obtendría un nuevo valor para la constante de Hubble que, por fin, sería el mismo que el obtenido usando el método basado en el fondo cósmico de microondas.

«La probabilidad de que exista una fluctuación así a esta escala -concluye Lombriser- varía de una entre 20 a una entre 5, lo que significa que no es solo la fantasía de un teórico. Y hay muchas regiones como la nuestra en el Universo».

Fuente: José Manuel Nieves / ABC,

Artículo de referencia: https://www.abc.es/ciencia/abci-resuelto-misterio-velocidad-expansion-universo-202003120832_noticia.html,