En un estudio innovador que se publicó recientemente en el Cartas de diario astrofísicoLos científicos utilizaron las posibilidades avanzadas del telescopio espacial James Webb (JWST) para investigar un enigma persistente en cosmología: la expansión acelerada del universo. Esta revelación puede obligar a los investigadores a volver a evaluar los supuestos fundamentales sobre el cosmos.
El dilema, conocido como el voltaje del Hubble, proviene de una discrepancia significativa en los cálculos de la expansión del universo, llamada constante del Hubble. Históricamente, dos métodos de medición primarios han producido resultados contradictorios. El primer método incluye el análisis de la radiación del fondo de microondas cósmico (CMB), que ofrece un aspecto en el universo solo 380,000 años después del Big Bang. Este enfoque, basado en el modelo Lambda Cold Dark Matter, sugiere una tasa de expansión más lenta de aproximadamente 67 kilómetros por segundo por megaparsec.
El segundo método, por otro lado, se basa en objetos astronómicos más cercanos, como estrellas variables de Cepeid y supernovas de tipo IA, que indican una tasa de expansión más rápida de aproximadamente 73 km/s/mpc. Esta varianza sustancial ha alimentado un intenso debate y especulación entre los astrónomos y cosmólogos y ha hecho preguntas sobre la confiabilidad de los modelos existentes.
Con la esperanza de que los resultados anteriores del telescopio espacial Hubble fueran incorrectos debido a la luz de la estrella superpuesta o las restricciones de resolución inherentes, Riess y su equipo querían probar estas hipótesis con la ayuda de JWST. Más de 1,000 estrellas cefeidas en cinco galaxias, incluida la galaxia espiral Messier 106-A que estaba a unos 23 millones de años luz de distancia, con la ayuda de las capacidades infrarrojas avanzadas del telescopio, lo que permite a los investigadores ver polvo cósmico y obtener una reflexión más clara de estrellas individuales.
Los hallazgos revelaron una coordinación casi perfecta con los datos de Hubble, por lo que JWST registró el porcentaje de expansión con aproximadamente 72.6 km/s/mpc, que refleja estrechamente la medición de un hubble de 72.8 km/s/mpc. Con esta confirmación, Riess declaró: «Hemos excluido un error de medición como la causa del voltaje del Hubble con muy alta confianza».
Este acuerdo sugiere que la discrepancia no es el resultado de mediciones incorrectas, sino que puede indicar brechas en nuestro concepto teórico. Como declaró Riess: «La diferencia entre la velocidad de expansión observada y las predicciones del modelo estándar indica que nuestra comprensión del universo puede ser incompleta».
Las implicaciones están en profundidad. Los investigadores ahora están considerando posibles explicaciones que pueden explicar los resultados inesperados, como la existencia de la energía oscura temprana, una fuerza teórica que puede haber influido en la expansión del universo en su infancia. Las hipótesis adicionales incluyen la posibilidad de propiedades inusuales de partículas o incluso campos magnéticos primordiales que podrían haber cambiado la dinámica del espacio en sí.
Los hallazgos de JWST significan un momento crucial en la investigación cosmológica, que elimina la última fuente importante de duda sobre el voltaje del Hubble. Siyang Li, un estudiante graduado de Johns Hopkins, quien participó en el estudio, enfatizó la importancia de este rendimiento y declaró: «Los datos de JWST son cuando se observa el universo en alta definición por primera vez».
Ahora la responsabilidad de los físicos teóricos es explorar y desarrollar nuevos modelos que puedan aclarar los mecanismos subyacentes de la expansión del universo. Como notó el cosmólogo Marc Kamionkowski, las posibles soluciones pueden requerir que nuestra comprensión de la física de las partículas o la dinámica de la energía se revalten durante los primeros momentos del universo.
Con muchos rompecabezas que permanecen sin resolver, el cosmos continúa intrigando y desafiando a los científicos, por lo que tienen que explorar más profundamente en la realidad de la realidad.
