Desde que el astrónomo Edwin Hubble demostró que cuanto más alejadas están dos galaxias, más rápido se alejan entre sí, los investigadores han medido la tasa de expansión del Universo la constante de Hubble y la historia de esta expansión. Recientemente, unHa surgido un nuevo rompecabezas, ya que parece haber una discrepancia entre las mediciones de esta expansión usando radiación en el Universo temprano y usando objetos cercanos. Investigadores del Cosmic Dawn Center, en el Instituto Niels Bohr, Universidad de Copenhague, ahora han contribuido a estodebate centrándose en las mediciones de velocidad. El resultado se ha publicado en Revista astrofísica .
Los investigadores del Cosmic Dawn Center descubrieron que las mediciones de velocidad utilizadas para determinar la tasa de expansión del Universo pueden no ser confiables. Como se indica en la publicación, esto no resuelve las discrepancias, sino que sugiere una inconsistencia adicionalen la composición del Universo.
Medición de la tasa de expansión del Universo
Actualmente, los astrónomos miden la expansión del Universo usando dos técnicas muy diferentes. Una se basa en medir la relación entre la distancia y la velocidad de las galaxias cercanas, mientras que la otra se deriva del estudio de la radiación de fondo del universo temprano. Sorprendentemente, estosActualmente dos enfoques encuentran diferentes tasas de expansión. Si esta discrepancia es real, la consecuencia será una nueva y bastante dramática reinterpretación del desarrollo del Universo. Sin embargo, también es posible que la diferencia en la constante de Hubble pueda deberse a mediciones incorrectas.Es difícil medir distancias en el Universo, por lo que muchos estudios se han centrado en mejorar y recalibrar las mediciones de distancia, pero a pesar de esto, en los últimos 4 años el desacuerdo no se ha resuelto.
La velocidad de las galaxias remotas es fácil de medir, o eso pensamos
En el artículo científico reciente, los investigadores del Cosmic Dawn Center ahora intentan arrojar luz sobre un problema relacionado: la medición de la velocidad. Dependiendo de la velocidad con la que un objeto remoto se aleja de nosotros, su luz cambia a colores más rojos. Con este llamado corrimiento al rojo es posible medir la velocidad de un espectro de una galaxia remota. A diferencia de las mediciones de distancia, hasta ahora se suponía que las velocidades eran relativamente fáciles de medir.
Sin embargo, cuando los investigadores examinaron recientemente las mediciones de distancia y velocidad de más de 1000 supernovas estrellas en explosión recolectadas durante los últimos 25 años, encontraron una sorprendente discrepancia en sus resultados. Albert Sneppen, estudiante de maestría en el Instituto Niels Bohr explica:"Siempre hemos creído que medir velocidades era bastante sencillo y preciso, pero resulta que en realidad estamos tratando con dos tipos de corrimientos al rojo".
El primer tipo, que mide la velocidad con la que la galaxia anfitriona se aleja de nosotros, se considera el más confiable. El otro tipo de desplazamiento al rojo mide la velocidad de la materia expulsada de la estrella en explosión dentro de la galaxia. O, más precisamente, la materia de la supernova se mueve hacia nosotros con un pequeño porcentaje de la velocidad de la luz ilustración 1. Después de compensar este movimiento adicional, se puede determinar el corrimiento al rojo - y la velocidad - de la galaxia anfitriona. Pero esta compensación requiere unamodelo preciso de la explosión.Los investigadores pudieron determinar que los resultados de estas dos técnicas diferentes dan como resultado dos historias de expansión diferentes para el Universo y, por lo tanto, también dos composiciones diferentes.
¿Están las cosas "rotas de una manera interesante?"
Entonces, ¿significa esto que las mediciones del Universo temprano y las mediciones más recientes son en última instancia una cuestión de mediciones imprecisas de la velocidad? Probablemente no, dice Bidisha Sen, una de las autoras del artículo. "Incluso si solo usamos los más confiablescorrimientos al rojo, las mediciones de supernova no solo continúan en desacuerdo con la constante de Hubble medida desde el Universo temprano, sino que también insinúan una discrepancia más general con respecto a la composición del Universo ", dice ella.
El profesor adjunto del Instituto Niels Bohr, Charles Steinhardt, está intrigado por estos nuevos resultados. "Si en realidad estamos lidiando con dos desacuerdos, significa que nuestro modelo actual estaría" roto de una manera interesante ", dice.Para resolver dos problemas, uno con respecto a la composición del Universo y otro con respecto a la tasa de expansión del Universo, se requieren explicaciones físicas bastante diferentes que si solo quisiéramos explicar una sola discrepancia en la tasa de expansión ".
El trabajo científico continúa en el Nordic Optical Telescope
Con el Nordic Optical Telescope en Gran Canaria, los investigadores ahora están adquiriendo nuevos corrimientos al rojo de las galaxias anfitrionas. Cuando comparen estos resultados con los corrimientos al rojo basados en supernovas, podrán ver si las dos técnicas siguen siendo diferentes. "Hemos aprendidoque estas medidas sensibles requieren medidas precisas de velocidad, y que se podrán lograr con nuevas observaciones ", explica Steinhardt.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Copenhague . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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