Hubble de la NASA encuentra que el universo se está expandiendo más rápidamente de lo esperado

Los astrónomos usando el telescopio del espacio de Hubble de la NASA han descubierto que el universo se expande 5 a 9 por ciento más rápido de lo esperado.

"Este sorprendente descubrimiento puede ser una pista importante para entender las partes misteriosas del universo que hasta 95 por ciento de todo y no emiten luz, como energía oscura, materia oscura y radiación oscura," dijo el líder del estudio y Nobel laureado Adam Riess del Space Telescope Science Institute y la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore, Maryland.

Los resultados aparecerán en un próximo número de The Astrophysical Journal.

Esta imagen del telescopio espacial Hubble muestra una de las galaxias en la encuesta para la medición de qué tan rápido el universo se expande con el tiempo, llamada la constante de Hubble.

Créditos: NASA, ESA y A. Riess (STScI/JHU)

Equipo de Riess hizo el descubrimiento de la refinación de la tasa actual de la expansión del universo con precisión sin precedentes, reduciendo la incertidumbre que sólo es 2.4 por ciento. El equipo hizo los refinamientos mediante el desarrollo de técnicas innovadoras que mejoró la precisión de las mediciones de distancia a galaxias lejanas.

El equipo buscó las galaxias que contiene estrellas de Cepheid y supernovas de tipo Ia. Estrellas de Cepheid pulsan en las tasas que correspondan a su verdadero brillo, que puede ser comparado con su brillo aparente visto desde la Tierra para determinar con precisión su distancia. Supernovas de tipo Ia, otro criterio cósmico comúnmente utilizado, son estrellas en explosión que se han encendido con el mismo brillo y son lo suficientemente brillante para ser vistas desde distancias relativamente largas.

Esta ilustración muestra los tres pasos que los astrónomos utilizan para medir la tasa de expansión del universo con una precisión sin precedentes, reducción de la incertidumbre total a 2.4 por ciento.

Créditos: NASA, ESA, A. Feild (STScI) y A. Riess (STScI/JHU)

Medición de aproximadamente 2.400 Cepheid estrellas en 19 galaxias y comparando el brillo observado de ambos tipos de estrellas, exactamente medido su verdadero brillo y calcular distancias a alrededor de 300 supernovas de tipo Ia en galaxias remotas.

El equipo comparó las distancias con la expansión del espacio como es medido por el estiramiento de la luz de las galaxias. Utilizan estos dos valores para calcular qué tan rápido el universo se expande con el tiempo, o la constante de Hubble.

La constante de Hubble mejoradora el valor 45,5 millas por segundo por megaparsec. (Un megaparsec equivale a 3,26 millones de años luz). El nuevo valor significa la distancia entre objetos cósmicos se duplicará otros 9.800 millones de años.

Esta calibración refinada presenta un rompecabezas, sin embargo, porque no coincide absolutamente con la tasa de expansión prevista para el universo de su trayectoria poco después del Big Bang. Medidas de la posluminiscencia del Big Bang por misión de satélite Wilkinson microondas Anisotropy Probe (WMAP de la NASA) y Planck de la Agencia Europea del espacio rendir las predicciones que son 5 por ciento y 9 por ciento menor que la constante de Hubble, respectivamente.

"Si sabemos las cantidades iniciales de materia en el universo, como energía oscura y oscuro asunto y la física correcta, entonces puede pasar de una medición en el momento poco después del big bang y usar ese conocimiento para predecir cómo rápidamente el universo se debe ampliar hoy," dijo Riess. "Sin embargo, si esta discrepancia se levanta, parece que no tengamos el entendimiento correcto y cambia cuánto la constante de Hubble debe ser hoy en día."

Comparando la tasa de expansión del universo con WMAP, Planck y Hubble es como construir un puente, Riess, explicó. En la orilla distante es la microonda cósmica fondo de observaciones del universo temprano. En la orilla son las mediciones realizadas por el equipo de Riess Hubble.

"Empezar en dos extremos, y va a quedar en el medio si todos tus dibujos son derecha y sus medidas son derecho," dijo Riess. "Pero ahora los extremos no están cumpliendo bien en el medio y queremos saber por qué.

Hay algunas explicaciones posibles para velocidad excesiva del universo. Una posibilidad es que la energía oscura, ya se sabe que está acelerando el universo, puede empujar galaxias lejos una de la otra con aún mayor — o creciente — fuerza.

Otra idea es que el cosmos contiene una partícula subatómica nueva en su historia temprana que viajaba cerca de la velocidad de la luz. Tales partículas rápidas se refieren colectivamente como "radiación oscura" e incluyen partículas previamente conocidas como neutrinos. Más energía de la radiación oscura adicional se podría lanzar los esfuerzos para predecir la tasa de expansión de hoy de su post trayectoria desde el Big Bang.

El impulso en la aceleración podría significar también que la materia oscura posee algunas características curiosas, inesperadas. La Materia Oscura es la columna vertebral del universo en el que las galaxias se construyeron para arriba en las estructuras a gran escala hoy.

Y finalmente, el universo más rápido puede decir a los astrónomos que la teoría de Einstein de la gravedad es incompleta.

Las observaciones de Hubble fueron hechas con la aguda y de amplio campo de la cámara 3 de Hubble (WFC3) y se llevaron a cabo por la H0 de Supernova para el equipo de la ecuación de estado (SH0ES), que trabaja para afinar la precisión de la constante de Hubble con una precisión que permite una mejor comprensión del comportamiento del universo.

El equipo de SH0ES está utilizando todavía Hubble para reducir la incertidumbre en la constante de Hubble aún más, con el objetivo de alcanzar una precisión de 1 por ciento. Los telescopios actuales como satélite de Gaia de la Agencia Espacial de Europea y futuros Telescopios como el James Webb Space Telescope (JWST), un Observatorio infrarrojo y el amplio campo de infrarrojos encuesta telescopio (WFIRST), también podrían ayudar a los astrónomos hacer mejores mediciones de la tasa de expansión.

Antes de que el Hubble fuera lanzado en 1990, las estimaciones de la constante de Hubble variadas por un factor de dos. A finales de 1990 el Hubble espacio Telescope Key Project en la escala de distancia extragaláctica había refinado el valor de la constante de Hubble para dentro de un error de sólo el 10 por ciento, logrando uno de los objetivos clave del telescopio. El equipo de SH0ES ha reducido la incertidumbre en el valor de la constante de Hubble en un 76 por ciento desde el inicio de su misión en 2005.

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, dirige el telescopio. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland, dirige las operaciones de la ciencia de Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de universidades para la investigación en Astronomía en Washington, D.C.

Donna Weaver / Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland
410-338-4493 / 410-338-4514
dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu

Adam Riess
Space Telescope Science Institute and
The Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland
410-516-4474
ariess@stsci.edu

Last Updated: June 2, 2016

Editor: Ashley Morrow

Traducción: El Quelonio Volador