¿Estamos en un vacío del universo? La posible explicación de este problema astronómico
Los investigadores buscan una explicación para un problema llamado la tensión de Hubble, que deja sin respuesta la pregunta de cuál es la velocidad de expansión del universo.
El universo se expande rápidamente. Cuando observamos galaxias muy lejanas, nos damos cuenta de que se alejan de nosotros a un ritmo acelerado. El primero en darse cuenta de ello fue el astrónomo Edwin Hubble en los años 20. Hubble constató con sus observaciones que el universo se estaba expandiendo.
Décadas de observaciones confirmaron lo observado por Hubble. En la década de 1990, se lanzó el telescopio Hubble -que lleva el nombre del astrónomo- con el objetivo principal de responder a la pregunta: ¿cuál es la velocidad de expansión del universo? ¿O cuánto se expande?
Se trata de una cuestión que sigue suscitando debates en el campo de la astronomía. Esto se debe a que cada medición arroja un resultado ligeramente distinto que puede tener consecuencias diferentes. Un nuevo estudio sostiene que estos resultados difieren porque nos encontramos en un vacío del Universo con una baja densidad de galaxias.
El universo se está expandiendo
La primera observación de que las galaxias más alejadas de nosotros se alejaban más rápidamente se produjo con los trabajos de Edwin Hubble. Esto significaba que el universo no sólo se expandía, sino que lo hacía a un ritmo acelerado. Un gran avance para los astrónomos de la época, que aún no se habían hecho a la idea de que existían otras galaxias.
La primera estimación de la constante de Hubble fue realizada por el propio Edwin Hubble, que llegó a un valor de 500 km/s por megaparsec. Hoy en día, el valor se aproxima a los 70 km/s por megaparsec a pesar de la divergencia de las distintas herramientas de observación.
¿Por qué se expande?
Antes que la cuestión de cuánto se expande el Universo, es más común preguntarse por qué se expande. Y esto se encuentra detrás de un concepto llamado energía oscura. La energía oscura sería un componente del Universo que tiene el efecto de la expansión que observamos.
Qué es la energía oscura sigue siendo un misterio. Hasta la fecha sólo hemos podido observar los efectos que provoca y cómo actúa frente a la interacción gravitatoria que domina a escalas más pequeñas. Muchos físicos y astrónomos intentan responder a la pregunta de qué es la energía oscura.
Es importante subrayar que la energía oscura y la materia oscura son dos componentes distintos y no están relacionados en principio. Mientras que uno actúa a escalas más pequeñas mediante la interacción gravitatoria (materia oscura), el otro actúa a escalas cosmológicas y tiene el efecto contrario a la interacción gravitatoria (energía oscura).
El problema de la tensión de Hubble
La idea de medir la tensión de Hubble parece sencilla: basta con calcular a qué distancia están las galaxias y medir. Sin embargo, la realidad es un poco más complicada. Existen distintos métodos para calcular la velocidad y la distancia de las galaxias, desde utilizar la luminosidad de las supernovas hasta emplear el corrimiento al rojo y la radiación cósmica de fondo.
Además, algunas mediciones muestran que el Universo parece expandirse más rápido cerca de nosotros, lo cual no es cierto. Esto plantea un problema denominado problema de la tensión de Hubble o crisis de la tensión de Hubble.
Estamos en un vacío en el universo
Un grupo de investigadores de la Universidad de Bonn (Alemania) ha propuesto una idea interesante para explicar la deformación de Hubble. El grupo sostiene que los errores en las mediciones están asociados a nuestra posición en el Universo porque nos encontramos en una región de baja densidad, es decir, que estamos más solos de lo que pensábamos.
La investigación utilizó observaciones de grupos de galaxias situadas a 600 millones de años luz de nosotros. Estas galaxias se alejan más rápido de lo previsto por el modelo cosmológico, lo que significa que algo más tira de ellas.
Una gigantesca red cósmica
La red cósmica del universo se parece a una tela de araña en la que las galaxias tienden a ser atraídas hacia regiones con otras galaxias a través de la interacción gravitatoria. Esto forma una red con filamentos con una alta densidad de galaxias y vacíos con una densidad muy baja.
La idea que hay detrás del trabajo es que estamos situados cerca de uno de estos vacíos y cuando observamos grupos cercanos a nosotros vemos que son atraídos por estos filamentos. Esto provocaría que la interacción gravitatoria atrajera a estas galaxias hacia los filamentos y las alejara de nosotros, que estamos fuera de su alcance.
El estudio sostiene que las próximas observaciones deben hacerse teniendo en cuenta esta posibilidad. Si se añade el efecto de que las galaxias cercanas son atraídas por otras galaxias, el resultado se ve afectado. El grupo también argumenta a favor de MOND, que es una teoría modificada de la gravedad y que también debería tenerse en cuenta en futuros análisis.