martes, 1 de marzo de 2022

La tensa estimación del ritmo de expansión (del Universo) - Ruth Lazkoz

La tensa estimación del ritmo de expansión (del Universo).







Arranco este capítulo alertando de que nuestro dedicado coordinador (Quintín Garrido) no conoce aún el tamaño de mi falta de pudor y de que yo aspiraba a titular este capítulo algo así como “tensión en el universo: ni sexual ni tampoco resuelta”. Sería esa una manera de encauzar el relato con una pequeña broma hacia su contenido fundamental, la cuestión de que existe una fuerte tensión en la interpretación de los datos cosmológicos que obtienen diferentes equipos de investigación respecto al ritmo de expansión del Universo.

Es como si el Cosmos nos tomara a chirigota planteándonos serios enigmas a través los datos que provienen de las observaciones, que es la manera en que nos habla de sí mismo. Y si ya nos cuesta hacernos una mínima idea de lo que significa que se encuentre en expansión, más dura de tragar se nos hace la presencia de una discrepancia en la medida de esa expansión, es decir, una tensión en ese valor, ya que unas medidas apuntan hacia un lado y otras hacia otro. Y, además, en términos estadísticos el desencuentro es muy marcado, lo que indica la gravedad del problema. Resumiendo, y anticipando, un puzle que se traduce en que grupos de científicos de lo más granado llevan en pugna ya unos cuantos añitos porque no se ponen de acuerdo en dicho resultado.

Pero, retomando el poco serio tono del arranque, quiero pedir permiso al coordinador para imaginar una conversación entre él y yo. Advierto de que es una pura licencia literaria. En mi trastornada cabeza de cosmóloga despeinada nuestro diálogo sería algo como lo que sigue, con nuestro coordinador tomando la iniciativa de la charla.

-He visto el título que me propones, estimada colaboradora, pero quizá hayas creído que este libro es una pieza en esa conocida nueva red social de dudoso gusto y quieres aprovecharte de mi confianza para contar cosas inapropiadas.

-Te equivocas, voy hablar de una tensión de naturaleza no sexual, pero el chiste encajaba bien. Además, estimo que este libro está orientado a edades donde ya las palabras que empiezan por s y contienen x no les son ajenas, y con cierta gracia se pueden usar para trufar un relato científico de cierto humor.

-Bien, me presto al juego. Ya sabes que yo me siento como Brian May, el eterno aspirante a doctor en cosmología.

-Pues por eso te quería proponer este tema, para que puedas contar algo asequible a toda esa gente que confía con buen tino en que tus proyectos acaban siendo realidades muy sólidas.

-Ya, pero me das pánico, que en mi dilatada experiencia me ha tocado sufrir de lo lindo para haceros entender a los investigadores que debéis prescindir de conceptos arcanos cuando queréis acercar la física a la audiencia.

-Tranquilo, confía en mí, de verdad, que creo que voy a ser capaz de contar de manera muy sencilla que el universo se está expandiendo cada vez más rápido, pero no se sabe cuánto porque las estimaciones de los experimentos más importantes están alejadas unas de otras. En concreto me refiero a los valores que dan Planck y Hubble.

Llegados a este punto de la precedente farsa el lector puede ya haberse involucrado tanto en el cuento que piense que esta colaboradora está haciendo al coordinador escoger entre un eminente físico con bigote (Planck) y otro sin él (Hubble). ¿Se quedaría nuestro prócer con el segundo por una mera cuestión estética o porque quizá le suene ese nombre en relación con la expansión del universo? Quizá toca ya salir de esta ruta de la broma con poco contacto con la ciencia.

No es tanto el objetivo ahora de hablar de personas, sino de sendos instrumentos que nos han permitido acceder a notabilísimo conocimiento sobre el Universo. Esos dos laboratorios (en el amplio sentido de la palabra) llamados respectivamente Planck y Hubble no son sino unos muy sofisticados satélites artificiales, sí de esos que orbitan en torno a la Tierra y que siempre son protagonistas en el examen de física de las pruebas de acceso a la universidad, que si a qué velocidad gira, que si cuánto tarda en dar una vuelta entera …

Sospecho que tras leer este párrafo al coordinador le entre el miedo de que yo vaya a perder el hilo de nuevo. Pero no, voy a lo que importa y procedo a explicar (si bien siguiendo numerosos vericuetos) por qué hay un satélite al que no se llama tal, sino telescopio espacial (que también lo es), por qué se denomina Hubble y por qué es relevante en esta historia.

Imagino que alguno de los lectores se habrá calentado en alguna ocasión con una fogata. Cuando se está cerquita de ella ese foco rojo casi quema, y a medida que nos alejamos lo sentimos cada vez menos. Traigo a colación este ejemplo porque se asemeja mucho a una estrella emitiendo luz de frecuencia fundamentalmente infrarroja que no vemos, solo sentimos su calor. Por supuesto también emite un poquito de luz roja, naranja y amarilla, que es la que la vemos. De hecho, las cantidades de esas frecuencias que emitirán esas fuentes las describe la ley de Planck, pero no toca hablar de él en este momento, aunque sirve como buen anticipo.

Retornemos a la idea principal. Toda la energía que transportan los fotones o partículas de luz que escapan de la hoguera (o de la estrella a la que representa) se va repartiendo a cada instante en la superficie de una esfera más y más grande, la esfera que forman todos los fotones que han sido emitidos en un mismo instante y que cada vez se encuentran más lejos de la fuente original. Es decir, en la esfera que hace de avanzadilla, por así decirlo, tenemos el mismo número de partículas que las que comenzaron el viaje, pero mucho más repartidas (al ir creciendo el tamaño de dicha esfera) y eso es básicamente el motivo por el cual al alejarnos sentimos menos el calorcito, a cada centímetro de nuestra piel llegan menos fotones. Quizá en este momento el lector considere conveniente retirarse un momento a tomar un vaso de agua, porque los procesos cerebrales también necesitan hidratación.

La analogía de la fuente de calor que nos conforta menos cuanto más lejos nos encontremos de ella plantea en términos muy simplistas la manera en que más o menos se mide la distancia a la que está un objeto astronómico luminoso. Siguiendo con el símil, si tomamos dos lámparas del mismo modelo y las colocamos a diferentes distancias y medimos cuanto nos calientan, podremos comparar cuan alejados estamos de ellas. Pero en astronomía no tenemos lámparas, sino estrellas, y su luz es muchísimo más energética, es fundamentalmente visible.

Confío en que los lectores sigan con el interés intacto en este punto, y que sobre todo no hayan caído en el desánimo; en caso contrario apelo a contactar al resto de colaboradoras para que discretamente les faciliten referencias quizá más claras y contundentes que este texto mío tan irreverente. Y aprovecho la ocasión para agradecer al coordinador hacerme sentir que yo soy Dumbo y que él simplemente me ha dado la plumita.

Seguramente ya habrá surgido la pregunta de qué tiene que ver la expansión del universo con la distancia a objetos que nos envían su energía. Y, si no es el caso, sepa el estimado coordinador que estoy poniendo todo mi esfuerzo de guiar el relato para llegar a ese punto.

Le pido ahora que imagine un panettone, de esos que de un tiempo a esta parte están ocupando en épocas navideñas publicaciones de todos los bloggers, instagramers, twitterers, influencers, y whateverers que nos podamos imaginar. La masa inicialmente cruda contiene pasas con cierta separación entre sí (al menos en la receta original). Pero al hornearla para que nos dé el sabroso bollo final, la masa en la que están colocadas las pasas crece, haciendo que se separen unas de otras y todas de todas, si bien las pasas no cambian de tamaño.


Fig.1 Pannetone. Fotografía de Vicky Ng en Unsplash.


Si ahora piensa mi coordinador que las pasas son las galaxias y la masa es el espacio-tiempo verá que las posiciones con respecto a su posición inicial en la masa no han cambiado, las que han mutado han sido las distancias relativas entre unas pasas y otras. Y si con la paciencia que le caracteriza mi acompañante va midiendo la distancia entre las pasas durante el proceso de horneado podrá ver como se expande su pannetoneverso (o universo representado por un pannetone).

Es en este momento cuando me asalta el temor de que un colaborador de mi coordinador y mío propio me acuse de ser mala repostera por haber instado a abrir el horno antes del fin del proceso. Y la reprimenda sería justificada, así que como el resultado no va a depender mucho de ello, autorizo a que se realice la medida solo al final, para que no sufran los lectores más preocupados de que salga bien el pannetone que de aprender física. El proceso de medida entonces nos arrojaría el dato de cuanto se han separado las pasas/galaxias, y en cuanto tiempo de horneado/expansión ha tenido lugar esa separación.

Es ahora cuando aprovechando que el cerebro de mi coordinador haya recibido su buen alimento en forma de azúcar que trataré de volverle un poco (más) tarumba (aún). El motivo no es otro que ahora conviene aclarar que los astrofísicos en realidad no usan un cronómetro cósmico, sino una especie de cuentakilómetros. Así que, en honor a las clases de física general que ojalá tomen esas personas a las que consigamos inspirar con estos textos, vamos con el típico problema académico.

Si la velocidad de un coche se mide en km/hora y sabemos que de Bilbao a Andorra hay unos 400 km, y Google Maps nos dice que tardaremos en recorrerlos unas cuatro horas (descontando las paradas técnicas), entonces simplemente nada más que dividiendo la distancia entre tiempo obtendremos una razonable media de 100 km/h, que deberíamos ir viendo en nuestro cuentakilómetros durante el trayecto.

Eso básicamente hacen los astrónomos, como quien se saca un conejo de la chistera, cosa a la que estarán seguramente acostumbrados aquellos lectores que hayan tomado alguna que otra lección de física en su vida. Pero, ¿cómo miden la velocidad a la que se separa de nosotros una galaxia o una estrella que en ella habite? Pues lo hacen usando una versión sofisticada del efecto Doppler: igual que el ruido de la sirena de una ambulancia se hace más grave cuando se aleja, la luz de las estrellas al alejarse se vuelve un poco más roja (o menos azul). La sorpresa que llegó hace casi cien años con uso certero de esos datos fue que cuanto más lejos se encuentra una estrella de nosotros más rápido se alejará, lo cual conduce a concluir que el universo se encuentra en expansión.

El autor de tamaña hazaña fue el archifamoso Edwin Hubble, asistido por el hoy reconocido Milton Humason. Curiosamente, el hecho de que a día de hoy se acredite al colaborador afroamericano de Hubble y lo chocante que se nos hacen actualmente los numerosos retratos del famoso astrónomo fumando en pipa nos darían material para disertar horas y horas sobre importantes cambios en nuestra sociedad sobre los que toca ahora pasar de soslayo para ir a las preguntas importantes: ¿cuál es el ritmo de expansión del universo?, ¿qué le ocurre a la velocidad si la distancia se multiplica por dos o por tres o por cuatro?

La cantidad que relaciona la velocidad de alejamiento (o recesión) y la distancia lleva el nombre de constante de Hubble (como quizá no podía ser de otra manera) [1], y de acuerdo con la ultimísima estimación de su valor por el equipo liderado Adam Riess (ganador del premio Nobel) se tendría que una estrella que se encuentra a 1 megaparsec de nosotros se está alejando a 73 km/s, y una que esté al doble de distancia se alejará al 146 km/s [2]. Aprovecho este momento (no cumbre) en mi relato para apuntar la curiosidad de que un año-luz es a un parsec aproximadamente lo que un pie es a un metro, por si a alguien le resulta de utilidad esa regla mnemotécnica.

Por esta regla de tres, quizá mi versátil e inquieto coordinador adoptando una pose de James Bond con la mano en la mandíbula me sugiera que ha tenido un instante “ajá” y me diga que entonces una galaxia que se encuentre a 3 megaparsec se alejará entonces a 219 km/s. En todo esto habría que hacer un par de sutiles correcciones, porque en el espacio-tiempo curvo nada es exactamente lo que parece, maldito Einstein. Pero volviendo al esquema a grandes rasgos, lo curioso es que … a medida que miras más lejos o más profundo en el universo se ve que ese ritmo ha ido creciendo con el tiempo, es decir, que el ritmo no era tan rápido tiempo atrás, y aún menos rápido tiempo y tiempo atrás. Es decir, el universo se encuentra en expansión acelerada. Más adelante arrojaré unos numeritos para dar una idea de cuál ha sido el cambio, pero para ponerlos en contexto hace falta algo más de pedagogía.

Confío, no obstante, en que las líneas precedentes hayan asentado la idea de que el juego radica en medir distancias por un lado [3] y velocidades por otro. Ya hemos hecho algún apunte muy superficial de la manera en que se hace esto, pero, como quien gira en espiral hacia el ojo de un torbellino, vamos dando vueltas que nos ayudan a profundizar.

El mencionado Edwin Hubble, a quienes algunos se refieren como el marinero de las nebulosas realizó (junto con su compaña) un formidable trabajo en esta línea. Consistió en primer lugar en identificar dos docenas (de cierto tipo) de estrellas variables [4], y en segundo lugar en estimar su distancia y velocidad de recesión. Al representar esas dos magnitudes físicas encontró esa relación lineal a la que me he referido antes, que dice que la distancia y la velocidad crecen en la misma proporción.

Para medir la velocidad de recesión, Hubble se subió a los hombros del gigante Newton, y se valió de la poderosa técnica llamada espectroscopía, que es básicamente una lectura detallada de los sofisticados arco iris [5] que producen las galaxias, las estrellas, las nubes que él llamaba nebulosas porque eran galaxias que él veía borrosas, etc, etc, etc. Pero claro, la poesía da lo que da, y las palabras bonitas sin contenido no enseñan física.

Entrando en honduras, cuando un haz de luz blanca entra en contacto con la materia se producen fenómenos de absorción y emisión de las distintas longitudes de onda que componen dicha luz. Exactamente a la manera en que le sucede al prisma que usaba Newton. Los distintos astros (estrellas, galaxias) producen patrones característicos y propios, a la manera de huellas dactilares, que sirven para hacer clasificaciones. Básicamente tendremos una sucesión de franjas de distintos colores y anchuras. Si comparamos dos espectros y vemos que el patrón de anchuras se repite, pero los colores aparecen un poco alterados, por ejemplo, con los amarillos tornándose naranjas y los naranjas tornándose rojos, habremos detectado un corrimiento al rojo [6], es decir, un aumento de la longitud y una disminución de la frecuencia, y el objeto con más poderío del rojo se estará alejando a mayor velocidad.

Pero no conviene olvidar que el trabajo de Hubble tenía una segunda componente, que consistía en adivinar la distancia a la que se encontraban esas estrellas variables, de tipo cefeida protagonistas de ese pasado que nos suena remoto y del mucho más cercano, en relación con la tensión de la que hablaba en el arranque.

La tortuosa cuestión de las medidas en astronomía se basa en una cruda realidad, y es que es prácticamente imposible hacer medidas directas. Medir la distancia a una estrella no es como medir la longitud de un lado de tu mesa de comedor cuando quieres comprar un mantel cuqui para taparla. En astrofísica y cosmología casi (casi) siempre hay que recurrir a modelos físicos. Más en concreto, los usamos para construir la escalera cósmica de distancias, una concatenación de métodos que nos permite calcular distancias a objetos lejanos basándonos en las de objetos intermedios, que a su vez se apoyan en las de objetos cercanos.


Fig.2 Escalera. Fotografía de Cesar Cid en Unsplash.


En la base de la escalera se sitúa el paralaje, que es esa técnica trivial a la que podemos dar un primer mordisco de una manera muy simple. Bastaría con situar un dedo frente a nuestra nariz y un poco alejado, guiñar sucesivamente el ojo izquierdo y el derecho, y observar cómo cambia la posición relativa del dedo respecto al fondo. Perfeccionamientos al nivel de los más sofisticados recursos del conocimiento humano ponen esa herramienta tan elemental al servicio de la astronomía, usando recursos más valiosos como el Sol, cúmulos de galaxias, la propia espectroscopía, etc….  (conviene recurrir con frecuencia al etc. para ocultar la ignorancia propia). Y es una manera muy potente de medir distancias porque no tiene en cuenta en absoluto la física que caracteriza al astro en cuestión.

Pues bien, a pesar de lo anterior, precisamente el poder recurrir a modelos físicos fue lo que permitió a los pioneros de la cosmología escalar peldaños en esa escalera cósmica de las distancias. Y, en concreto, en los niveles más bajos se encontrarían las estrellas variables a las que recurrió Hubble. Para esbozar la manera en que se usan podemos volver a recordar que la luz que nos llega de dos objetos luminosos físicamente idénticos depende de su posición. La cuestión es cómo concluir esa equivalencia o en su defecto poder cuantificar su diferencia (en un planteamiento de punto gordo, lógicamente). Es decir, queremos (o más bien nos conviene) estimar la luminosidad intrínseca de un tipo de estrellas, en este caso las llamadas cefeidas. Y cuando decimos intrínseca nos referimos a la esencial, a la que no depende de los pormenores.

La historieta que sigue está muy alineada con la moda de la economía de KM0, porque tiene como actores secundarios a dos galaxias enanas, muy cerquita de la nuestra (la Vía Láctea), y que son comparativamente más ricas en gas, lo cual sugiere que hacemos bien en llamarlas nubes. Ellas son la Pequeña y la Gran Nube de Magallanes, y llevan el nombre de quien primero las divisó (en su famoso viaje), aunque fuera el inmenso John Herschel el pionero que se puso en serio a estudiarlas. En ese exótico lugar del universo se encuentran las casi 50 estrellas de tipo cefeida que identificó la icónica astrónoma Henrietta Leavitt [7]. Avezadamente ella concluyó que dichas estrellas se encontrarían prácticamente a la misma distancia de nosotros y, por tanto, los cambios en luminosidad aparente serían causados por luminosidad intrínseca. Este sería pues el primer paso para poder comparar la situación física de las distintas cefeidas que ella observaba. A grandes rasgos cuanto más luminosa es una cefeida más lentas son sus pulsaciones, es decir crecerá el intervalo de tiempo que transcurre entre los instantes en los que la luminosidad alcanza el máximo y el mínimo. Conviene apuntar que esta matemática relación no es lineal, sino que viene mediada por esa función llamada logaritmo que generalmente causa sudores con su sola mención.

La otra pieza clave llegó cuando Ejnar Hertszprung (el astrónomo de apellido bien conocido para los estudiantes de astrofísica) estimó por paralaje la distancia a esas cefeidas, casi cerrando el círculo, es decir, proporcionando los elementos para que después llegara Hubble y diera el golpe maestro confrontando distancias y velocidades de recesión. Pero digo que casi se cerró el círculo porque el diablo está en los detalles, y pequeños errores pueden ser causantes de una gran incertidumbre en la medida. Como por ejemplo el hecho de que la clasificación hubo de afinarse muy temprano (históricamente) teniendo en cuenta que hay dos tipos de cefeidas, nuevas y viejas. A partir de ahí fue un no parar de incorporar más y más parámetros físicos a la relación entre periodo y luminosidad para aumentar lo más posible la precisión en la estimación de la luminosidad y consecuentemente la velocidad de recesión de dichas estrellas.

Y dando un salto temporal lo suficientemente grande como para cubrir varias décadas nos encontramos con el mítico telescopio Hubble y sus hallazgos, un portentoso instrumento que lo mismo vale para un roto que para un descosido. Y es que, aparte de proporcionarnos datos sin parangón para calcular la constante que lleva su nombre, también ha realizado visitas anuales a los planetas gigantes del sistema solar con el objetivo de explorar sus atmósferas.

Volviendo a la cuestión de la escalera, el equipo de Adam Riess [8] ha conseguido con apenas tres peldaños determinar que el valor de la constante de Hubble (H0) es de 73 km/s/Mpc con una incertidumbre de tan solo 1/km/s/Mpc. Esto quiere decir que hay menos de 1 posibilidad entre 1 millón de que una fluctuación aleatoria dentro del ruido de fondo nos dé un valor de 67 km/s/Mpc. ¿Y por qué nos preocupa ese valor concreto y no otro? Pues simple y llanamente porque es la estimación que arroja el otro gran contendiente, el satélite Planck [9]. Este otro actor de la física de la expansión del universo es un explorador del cosmos más primitivo, lo que es equivalente a decir que se vale de las señales que nos llegan de los confines más remotos.

Ese satélite proporciona datos exquisitos del fondo cósmico de radiación de microondas [10], en concreto de las pequeñas fluctuaciones de un baño de radiación térmica que obedece la ley precisamente enunciada por Max Planck y que podemos detectar orientando una antena en cualquier dirección del espacio, y cuando digo antena, puedo hacerlo incluso con la de la televisión de casa, aunque vaya a recoger una imagen cochambrosa que no me sirva para hacer física. Así que volvamos al portentoso satélite Planck y veamos qué nos cuenta respecto a la constante de Hubble.

En el universo primitivo, dominado por materia y radiación, la pugna entre ambas dejaría atrás un patrón único en la energía de los fotones que se liberaron de participar en el campeonato de billar que suponía chocar una y otra vez con los átomos, esos fotones que una vez finalizada su esclavitud llegaron a nosotros apenas sin obstáculos, tan solo acaso pasar rozando alguna galaxia que otra y desviarse un poco por la atracción gravitatoria. En ese universo primitivo, la materia atraería más materia, calentándola por el aumento de densidad y contribuyendo a más radiación, que con su presión característica actuaría precisamente en el sentido contrario, diluyendo esa densidad. Explorando coincidencias o discrepancias en distintos puntos de la esfera celeste a razón de sus distancias (medidas en ángulos) se puede construir una curva sinuosa que mágicamente nos informa entre otras cosas del ritmo de expansión del universo actual. No voy a entrar, no obstante, en las características de esa curva porque corro el peligro de pillarme los dedos, y pillármelos tan fuerte que me lleven al cuarto de socorro, y no es plan con lo mal que está ahora la atención primaria.

Esa física de la radiación de fondo que he explicado de forma tan burda nos informa de la cantidad de materia (sobre todo en sus formas más abundantes) en el universo primitivo, y nos proporciona esa información a través de unos fotones que viajan durante billones de años hasta llegar a nosotros, a través de un universo que no ha estado quieto, sino expandiéndose. Para atar esos dos cabos, lo de antes y lo de ahora recurrimos a las ecuaciones de Einstein, que nos dirían cómo habría sido esa evolución de acuerdo con ese contenido, es decir, esa fuente de curvatura espacio-temporal. O más bien, estamos haciendo una extrapolación fortísima, al menos en el plano de las distancias y los tiempos. Por otro lado, medidas independientes y complementarias nos dicen que la medida de las proporciones de materia que arrojan esos datos son exquisitas. El problema es que las medidas de cantidad de materia y de ritmo de expansión están muy atadas la una a la otra, así como al resto de piezas que necesitamos para reconstruir el puzzle, un pequeño error en una se propaga en los otros, como el famoso efecto mariposa. Es por eso que hay que tratar con cautela la estimación del valor de la expansión que se obtiene de esos datos.

Pero los problemas que acarrea la incertidumbre no son ajenos a las medidas locales, a las que hemos dicho que se hacen con las cefeidas. En realidad, es algo inevitable en cualquier medida física. Para entenderlo con una pequeña analogía podemos pararnos a pensar en la manera en que mediríamos la alfombra de nuestro salón-comedor. ¿Usaríamos una cinta métrica o iríamos palmo a palmo? La experiencia nos dice que justamente es el primer método el más certero, porque parece obvio que hay que atinar mucho al desplazar la mano para colocarla justo donde estaba el final de la mano en la medida previa.

Es por eso fundamental asentarnos muy bien en cada peldaño de la escalera cósmica de distancias antes de atacar el siguiente, lo que se traduce en que, a ser posible, es conveniente estimar por varios métodos independientes las distancias a los objetos astronómicos que conforman cada peldaño. En el primero tenemos tres solistas y un coro. A saber, el coro serían las cefeidas de la mismita Vía Láctea, y los solistas la Gran Nube de Magallanes, Andrómeda, y la galaxia NGC 4258, Distintas técnicas se van combinando para ajustar en la medida de lo posible y sin contaminaciones cruzadas las distancias a esos objetos, o más bien las cefeidas que en ellos se hallen. Aparte de usar la técnica de periodo-luminosidad también se usan paralajes casi al estilo clásico, medidos con otro bonito telescopio satelital (GAIA) u alternativas menos usuales, como explotar espectroscópicamente la presencia de un máser [11, 12] (la versión microondas de un láser) en esa galaxia antes referida y que aún no tiene un nombre bonito. El segundo escalón incluye datos de explosiones de supernovas, fenómenos raros y transitorios con una luminosidad que asciende y desciende de forma muy determinada y que fueron claves en mostrar la expansión acelerada del universo. Precisamente la disminución de la incertidumbre viene del aumento de objetos en este tramo. El tercer escalón solo incluye supernovas, que también ejercen su influencia en cierta medida, porque es un rango suficientemente lejano para que ya los efectos de la teoría de la relatividad, o de la curvatura del espacio-tiempo vayan notándose.

A nivel teórico somos muchos los que nos devanamos los sesos jugueteando con las ecuaciones de esa teoría a la que me acabo de referir, y que nos pone de nuevo en contacto con la idea de que para estimar bien el valor de H0 tenemos que conocer la composición del universo. Si pensamos en la materia y la energía oscuras, sus componentes dominantes como los nutrientes de ese universo que ha crecido, podemos hacer una analogía muy básica, que es aquella de la importancia de la alimentación en el desarrollo de nuestros niños y niñas. Dicen los que saben que la escasez o la mala calidad de los alimentos tiene un impacto negativo en su crecimiento y parece por ello entonces obvio que las alteraciones en el suministro de energía y materia oscuras en el universo han influido en la diferencia entre la separación entre sus galaxias entre diferentes épocas, o sea, la medida del cambio de estatura de nuestra criatura a lo largo de su crecimiento.

Resumiendo una vez más, y entendiendo que “esta gente sabe lo que se trae entre manos”, parecería que la pugna entre los datos de Planck y los de Hubble es como elegir entre Lionel Messi y Cristiano Ronaldo, argumentos a favor de uno y de otro. Pero igual que no faltan candidatos al trono del fútbol mundial, que si los Haaland, los Mbappé, los Donnaruma, también encontramos en cosmología posibles reemplazos. En realidad, en este caso tenemos una alternativa conciliadora [13], por así decirlo, los recientes datos de la puntita de la rama de las gigantes rojas, es decir, el conjunto de las estrellas más brillantes dentro de esa caracterización (gigantes y rojas). El dato que sugieren cae entre los dos extremos, 69.6 ± 2.5 km/s/Mpc, y se puede argumentar que se debe en parte a que la física de esas estrellas se conoce con más precisión, recordemos la dependencia del modelo subyacente. Hay quien insiste en errores sistemáticos en el tratamiento numérico [14], hay quien apela con deliberada ambigüedad a que haya física inexplorada, y hay quien sufre en silencio viendo el modelo que la gente de Hubble usa para adentrarse en la zona einsteniana. Hay también quien usa otro tipo de estudios astrofísicos completamente distintos, por ejemplo las lentes gravitacionales, para acabar ofreciendo apoyo a un bando u otro.

Claramente, esta contienda en torno al valor de la expansión del universo no se va a resolver en dos tardes tontas, aunque espero que robe la denominación de “debate del siglo” a aquel que aconteció entre Zizek y Peterson. Y anhelo también que uno de los que más contribuya a disipar el misterio sea el singular telescopio espacial James Webb, con sus excelentes capacidades infrarrojas, el cual en el momento de escribir estas líneas no hace más que un telediario de noche que llegó a su definitivo hogar, el punto de Lagrange L2. Y desde ese punto privilegiado del universo desde nuestra visión antropocéntrica nos llenará de conocimiento sin precedentes no solo a través de las incógnitas más traicioneras del universo a gran escala, sino quizá de otras filosóficamente más relevantes, ¿hay algún lugar en el Universo susceptible de acoger vidas que se hagan este tipo de preguntas o quizá otras de otro calibre?

 

Referencias:

[1] https://www.emis.de/journals/LRG/Articles/lrr-2015-2/articlese4.html

[2] https://elpais.com/ciencia/2020-12-17/el-universo-puede-expandirse-a-mayor-velocidad-que-la-de-la-luz.html

[3] https://kids.frontiersin.org/articles/10.3389/frym.2019.00142

[4] https://courses.lumenlearning.com/astronomy/chapter/variable-stars-one-key-to-cosmic-distances/

[5] https://hubblesite.org/contents/articles/spectroscopy-reading-the-rainbow

[6] http://astro.wku.edu/astr106/Hubble_intro.html

[7] https://www.atnf.csiro.au/outreach/education/senior/astrophysics/variable_cepheids.html

[8] https://inspirehep.net/literature/1986964

[9] https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2020/09/aa33910-18/aa33910-18.html

[10] https://briankoberlein.com/blog/three-peaks-big-bang/

[11] https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/m/Masers

[12] https://einstein.stanford.edu/content/faqs/maser.html

[13] https://arxiv.org/abs/2002.01550

[14] https://francis.naukas.com/2022/01/10/el-problema-de-la-constante-de-hubble-se-refuerza/

 

 

Ruth Lazkoz.

Doctora en Física.

Profesora Titular, Euskal Herriko Unibertsitatea / Universidad del País Vasco.

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