La crisis de la expansión del Universo se agudiza

El Universo se expande desde hace miles de millones de años, tras su origen en la Gran Explosión, pero ¿a qué velocidad lo está haciendo ahora? Ese es el problema importante que tienen los astrónomos y los cosmólogos e ignorarlo no sirve de nada si los datos disponibles, como sucede en este caso, son tozudos pero diferentes según el método de medida. Hay algo que se escapa a los científicos y podría ser algo crucial, que indicara que el modelo de evolución del Universo no es correcto en su totalidad.

Hace unos días se hicieron públicos los resultados de uno de los últimos estudios sobre el valor de la constante de Hubble, que representa el ritmo al que la velocidad de expansión del Universo varía con la distancia, un estudio liderado por la prestigiosa Wendy Freedman que había creado expectación en el sector. Sin embargo, el hecho es que este trabajo y otros recientes no han resuelto nada. El valor que ha obtenido el de Freedman para la constante está entre los dos más aceptados obtenidos antes, lo que complica todavía más las cosas.

El tema ha sido el principal que se ha debatido, y acaloradamente, en una reunión de alto nivel a finales de julio en California, organizada por el Instituto Kavli de Física Teórica. La constante de Hubble lleva el nombre de Edwin Hubble, el astrónomo que en los años 20 del siglo pasado descubrió que cuanto más lejos se observa en el espacio a más velocidad se alejan las galaxias del observador por el aumento del espacio entre ellas.

A poco que cualquiera piense, medir la velocidad a la que se expande el Universo en cada punto no es fácil, pero durante los últimos 100 años los expertos se han dedicado a intentar identificar unidades de distancia. Primero lo hicieron con las estrellas cefeidas y llegaron a un valor de 74 para la constante (el Universo se expande ahora unos 74 kilómetros por segundo más deprisa por cada megapársec o 3,26 millones de años luz de distancia). Ese valor se mantiene muy aproximadamente en estudios mucho más finos y actuales, basados en las tradicionales supernovas algunos pero en cuerpos celestes distintos, como máseres y cuásares, otros. Varios de ellos se acaban de presentar.

El estudio de Freedman, por su parte, se basa en estrellas gigantes rojas y el valor obtenido se acerca mucho a 70. "La constante de Hubble es el parámetro cosmológico que establece la escala, el tamaño y la edad absolutos del Universo. Es una de las formas más directas que tenemos de cuantificar cómo evoluciona", recuerda la astrofísica.

Pero hay que recordar que hace muy pocos años, en 2014, estalló una bomba en este tema, figuradamente. Con los avances tecnológicos en los que la cosmología y la astrofísica siempre están en vanguardia, se pudo obtener un mapa preciso del fondo cósmico de microondas, el eco del Big Bang. Es la radiación emitida muy poco tiempo después de esta gran explosión, que persiste modificada y puede ser medida en cada punto que se observe. El satélite Planck, diseñado para observar esta radiación, dio unos datos supuestamente incontestables que fijaron la constante de Hubble en 67 y la edad del Universo en 13.800 millones de años.

La diferencia (de 74 a 67) era tan grande que la guerra de cifras entre los astrónomos y los cosmólogos estaba servida. Desde entonces, el problema no ha hecho más que agudizarse porque ha aumentado la precisión de las medidas astronómicas y por tanto ha bajado el margen de error. En California, los asistentes hablaron ya de crisis y algunos se lanzaron a especular sobre las posibles razones de esta discrepancia. "La comunidad ha empezado a tomarse este problema muy en serio", declaró Daniel Scolnic a Science News. Scolnic forma parte del equipo de SHOES, liderado por el premio Nobel Adam Riess, que ha presentado uno de los últimos estudios astronómicos sobre la constante de Hubble (les da 74).

Dado que las estimaciones de la expansión del Universo que se basan en sus primeros tiempos, (como es la radiación de microondas) suelen ser más bajas que las que se basan en el Universo cercano y más moderno (como las estrellas), una de las especulaciones es que algo misterioso pasó en los primeros tiempos, como que actuó una energía oscura primitiva, que alteró el ritmo de expansión. Es decir, que los datos cosmológicos no valdrían para estimar la constante de Hubble. A los cosmólogos esto no les gusta mucho porque creen que el modelo estándar del Universo, basado en la teoría de la relatividad de Einstein, es sólido. Y algunos astrofísicos piensan que a partir del año que viene las frecuentes observaciones de ondas gravitacionales con los observatorios LIGO permitirán resolver el problema de una vez por todas.

Otros recuerdan simplemente que esto forma parte de una larga historia de resultados incongruentes en el intento de revelar los secretos del Universo. Hace muy poco (1998) se tuvo que recurrir a la introducción en la ecuación cósmica de una importantísima nueva y misteriosa variable, la energía oscura, para explicar que se había observado que se está acelerando la expansión del Universo. Para los que intentan comprender el lugar en que vivimos la energía oscura representa una incógnita todavía más problemática que la constante de Hubble. Lo seguro es que no se van a quedar sin trabajo pronto.