Tensión de Hubble-Lemaître 1

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Somos polvo de estrellas. ¿Pero qué edad tenemos?

Una vez aceptada la Teoría del Big Bang por la comunidad científica para el origen del Universo, la siguiente pregunta a responder es ¿cuándo?

Desde el comienzo de la observación astronómica, los científicos han intentado modelar el movimiento de las estrellas. Para pasar de las órbitas circulares geocéntricas a las elípticas actuales, ha habido mucho esfuerzo, tinta, luchas y sobre todo mediciones.

Mediciones a simple vista, con los telescopios de Copernico y con los sucesivos aumentos ópticos. Y todos observaban un color rojizo en las estrellas. El famoso corrimiento al rojo.

Según el Efecto Doppler, el mismo que hace que oigamos las sirenas de forma diferente cuando se acercan que cuando se alejan, la luz se distorsiona cromáticamente. Al tratarse de una onda, en la propagación por el medio, la longitud de onda se ve alterada por el cambio de velocidades relativas. Aunque la luz emitida por el foco de luz sea constante, si este se desplaza, se produce una variación de la velocidad en el lugar de observación. Esta variación está definida por las Transformaciones de Galileo y las Transformaciones de Lorentz en el ámbito relativista. Y por lo tanto la frecuencia de las ondas varía de la siguiente manera:

Efecto doppler lumínico con corrimiento al rojo. (20 minutos).

Esto quiere decir que todo el espectro se ve distorsionado en función de la frecuencia al desplazarse la estrella en el Universo. Como la luz está dividida en colores según las frecuencias, siendo los extremos azul y rojo, la variación de la frecuencia de la onda observada altera el color observado. Por lo que la luz tiene un tono azul si la fuente se acerca al observador y roja si se aleja. Este efecto se denomina corrimiento al azul o corrimiento al rojo.

Y nos dice que las estrellas se están alejando de nosotros ya que las estrellas presentan un tono rojizo. ¡El Universo se está expandiendo!

En 1929, Edwin Powell Hubble, publicó una relación entre el corrimiento al rojo de las estrellas y su velocidad. Después se confirmaría que Georges Lemaître llegó a la misma conclusión en 1927, pero dado que publicó en francés, no consiguió la suficiente cobertura científica.

La relación que definió Hubble es que el corrimiento al rojo, o velocidad de un objeto celeste, es proporcional a la distancia a la que se encuentra del observador. Pero dicha proporción no es fija. Y por esa razón la constante o parámetro de Hubble, H0, varía a lo largo del tiempo cósmico según la desaceleración y la aceleración del Universo.

Matemáticamente se define así.


Siendo z el corrimiento al rojo y D la distancia medida en Mpc (mega pársec).

Cuando Hubble formuló la ecuación, H0 se calculó de forma fija, pero los sucesivos estudios han llegado a la conclusión de que dicha constante varía con el tiempo transcurrido desde el Big Bang. Para medir el valor de la constante o proporción de Hubbel, los astrofísicos, con sus cada vez más potentes telescopios, deben realizar precisas medidas de lejanos objetos celestes. Se han desarrollado diferentes estudios a lo largo de los años, siendo los últimos el emprendido por el proyecto SHOES liderado por Adam Riess, y H0LiCOW. Las mediciones realizadas por SHOES sobre las Cefeidas arrojan un valor de 73.04+-1.04 km s-1 Mpc-1 para H0. Mientras que H0LiCOW, usando lentes gravitacionales, ha llegado a 73.3 ± 1.8 km s-1 Mpc-1. ((1))

Pero los estudios sobre fluctuaciones en el fondo cósmico de microondas estimado por el proyecto Planck (ESA), arrojaron un valor de 67.4+-0.5 km s-1 Mpc-1. Lo que lo sitúa a más de 5 sigmas de distancia.

Una discrepancia considerable.

Los científicos llaman «tensión de Hubble» a esta incomprensible diferencia que hace que la datación del Universo sea casi imposible de fijar. Y que trae a cosmólogos y astrofísicos de cabeza.

Relación de medidas de la proporción de Hubble. (La ciencia de la Mula Francis)

Hasta que nuevos datos (posiblemente provenientes de los observatorios de ondas gravitacionales como LIGO) decanten la balanza hacia las mediciones de los telescopios o del fondo de microondas, no podemos saber cual es «la correcta». Y por lo tanto no podemos echar la cuenta hacia atrás hasta el Big Bang y decir con toda seguridad cuantos años tiene el polvo de estrellas del que estamos hechos.




((1)) La validez de estas medidas se confirmó en marzo de 2024 por la equivalencia con los valores obtenidos por el telescopio espacial James Webb, mucho más preciso. Lo que elimina prácticamente la opción del error sistemático en la medida.

Para leer más:



Y un vídeo explicativo:

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