domingo, 5 de julio de 2015

¿Y si no hay aceleración cosmológica?

Sugieren que los datos de supernovas de tipo Ia no dan apoyo suficiente a la expansión acelerada del Universo y, por tanto, la energía oscura podría no llegar a existir.

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El gran problema de la Astrofísica es medir distancias, sobre todo grandes distancias. Una manera de solucionar el problema es usar una candela estándar. 

Una de estas candelas estándar son las estrellas cefeidas variables, cuyo periodo de variación de su brillo depende de la magnitud absoluta. 
Así que si encontramos una en la galaxia de Andrómeda podremos saber su brillo intrínseco gracias a su periodo y, como el relativo lo podemos medir directamente, la ley del inverso del cuadrado de la distancia (una ley geométrica) nos dice la distancia a la que se encuentra la galaxia vecina. 
Pero este tipo de estrellas no son lo suficientemente brillantes como para resolverlas, o incluso verlas, a grandes distancias. 
Para distancias cosmológicas hay que usar otra candela estándar: las supernovas de tipo Ia.
El brillo intrínseco de estas supernovas es más o menos constante y conocido (sirve como candela estándar) y es muy intenso (por lo que sí se ven a distancias cosmológicas). Así que sólo queda buscar este tipo de explosiones en galaxias lejanas para saber a qué distancia se encuentran.

Podemos medir también el corrimiento al rojo cosmológico de un objeto y saber a qué distancia relativa se encuentran unos objetos de otros gracias a la ley de Hubble. Ley que se basa en la expansión del Universo.
 Esta expansión produce un alargamiento en las longitudes de onda porque el espacio simplemente crece. 
Pero esta ley de proporcionalidad necesita fijar la constante de Hubble para saber estas distancias de manera absoluta.
 Sabiendo esta constante podemos saber la distancia a cualquier objeto del que podamos obtener un espectro. 
En la actualidad la mejor estimación de su valor es de H0 = 67,80 ∓ 0,77 (km/s)/Mp.
 Es decir, que cualquier galaxia lejana se aleja de nosotros por recesión cosmológica a unos 21 km/s por cada millón de años luz que nos separe de ella.

Sólo hay un pequeño problema, se asume que la relación es lineal, pero, en realidad, esto es siempre una aproximación.
Este pequeño problema se transformó en uno muy grande cuando en 1998 se hizo una campaña de mediciones de supernovas de tipo Ia y de sus corrimientos al rojo. Se comprobó que la ley de Hubble que se deducía no podía aproximarse por una relación lineal y que la constante de Hubble había cambiando demasiado en el tiempo. 
Esto implicaba que la expansión del Universo se está acelerando (era más lenta en el pasado) y que no se produce a un ritmo constante.
Recordemos, una vez más, que cuanto más lejos en el espacio miremos más atrás en el tiempo nos remontamos.
El caso es que este resultado fue recibido con incredulidad al principio, pero al final fue aceptado. 
Tanto que sus descubridores recibieron el premio Nobel.
Según esto, en el propio espacio hay una energía, a la que se apellidó “oscura” por ser de naturaleza desconocida, que provoca una aceleración del espacio. Actúa como una presión negativa que tiende a expandir el espacio en donde es contenida (el propio espacio).

Pero, mira por donde, hace unos días se publicó un artículo en los arXiv de Cornell que ha provocado una pequeña tormenta.

Según este trabajo de Subir Sarkar, lberto Guffanti y Jeppe Trøst Nielsen (Universidad de Oxford e Instituto Niels Bohr), los datos de supernovas de tipo Ia dan escaso apoyo estadístico a la expansión acelerada. 
Podría ser que al final no hubiese energía oscura y que el universo se expandiera a una velocidad constante.
 La energía oscura simplemente no existiría y ese 70% de lo que supuestamente construye el Universo se desvanecería.

Para llegar a esta conclusión estos investigadores han usado modelos cosmológicos estándar, incluyendo la posible existencia de energía oscura.
La significación estadística que encuentran para la existencia de dicha energía oscura es de sólo 3 sigmas, lejos de las 5 sigmas de significación que se necesitan para proclamar un descubrimiento en Física.

Además, han usado una base de datos de supernovas de tipo Ia mucho más grande, en concreto de 740 en lugar de las 50 usadas en la investigación original de finales de los noventa.

Otros trabajos paralelos que usan otros métodos para medir la energía oscura tampoco llegan a las 5 sigmas de significación.
Este trabajo no será ignorado por la comunidad y seguro que se abrirá un fructífero debate al respecto.

Obviamente, se necesita una buena campaña de observación para mejorar la situación y, sobre todo, medir supernovas de tipo Ia realmente lejanas.

 Pues, si la energía oscura existe, su efecto debía ser despreciable en el pasado y la gravedad estaría ganando la batalla de la expansión entonces. 
Después, el efecto de la energía oscura se hizo más fuerte y empezó a acelerar la expansión del Universo. 
Si se detectara este punto de inflexión del pasado de hace unos 6000 millones de años (que sería observable para supernovas de tipo Ia muy lejanas) con la suficiente significación estadística se daría un apoyo muy grande a la teoría de la energía oscura.


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