Mala astronomía | ¿Qué edad tiene el Universo? 13,77 mil millones de años dicen nuevas mediciones

Un par de papeles publicado recientemente muestran que el Universo tiene 13,772 mil millones (más o menos 39 millones) de años.

¡Eso es genial! También concuerda con algunas mediciones anteriores del Universo realizadas de manera similar. También genial.

Que es no Lo bueno es que esto no parece aliviar una creciente discrepancia en las mediciones realizadas de diferentes maneras, que tienen una edad de unos cientos de millones de años menos. Si bien eso puede no parecer un gran problema, en realidad es un gran problema. Ambos grupos de métodos deben tener la misma edad, y no es así. Esto significa que nos falta algo fundamental en el Universo.

Las nuevas observaciones se realizaron utilizando el Telescopio de Cosmología de Atacama (o ACT) un plato de seis metros en Chile que es sensible a luz en la parte de microondas del espectro, entre luz infrarroja y ondas de radio. Cuando el Universo era muy joven, era extremadamente caliente y denso., pero después de unos 380.000 años después del Big Bang, se enfrió lo suficiente como para volverse transparente. Estaba tan caliente como la superficie del Sol en ese momento, y la luz que emitía habría estado más o menos en la parte visible del espectro, el tipo de luz que vemos con nuestros ojos.

Pero el Universo se ha expandido desde entonces., mucho. Esa luz ha perdido mucha energía llevándonos a luchar contra esa expansión, y ha corrido al rojo; literalmente, la longitud de onda se ha hecho más larga. Ahora está en la parte de microondas del espectro. También está en todas partes, literalmente en cada parte del cielo, por eso lo llamamos Fondo Cósmico de Microondas o CMB.

Una gran cantidad de información se almacena en esa luz, por lo que al escanear el cielo con miras como ACT podemos medir las condiciones en el Universo cuando tenía solo 380.000 años.

ACT cubrió 15.000 grados cuadrados, ¡más de un tercio de todo el cielo! Mirando alrededor de 5,000 grados cuadrados de esa encuesta, pudieron determinar gran parte del comportamiento del Universo joven, incluida su edad. Combinando eso con los resultados de la sonda de anisotropía de microondas Wilkinson (o WMAP) tienen una edad de 13,77 mil millones de años. Eso también concuerda con el valor de la misión europea Planck, que también midió microondas del cosmos temprano.

También pueden medir la tasa de expansión del Universo. La expansión se descubrió por primera vez en la década de 1920, y lo que descubrieron los astrónomos es que un objeto más alejado de nosotros se alejaba más rápido. Algo dos veces más lejos parecía alejarse de nosotros dos veces más rápido. Esta tasa de expansión se conoció como la constante de Hubble y se mide en velocidad por distancia: qué tan rápido se mueve algo frente a qué tan lejos está.

Las nuevas observaciones obtienen un valor para esta constante de 67,6 ± 1,1 kilómetros por segundo / megaparsec (un megaparsec, abreviado como Mpc, es una unidad de distancia conveniente en algunos aspectos de la astronomía, igual a 3,26 millones de años luz; un poco más lejos que la distancia a la galaxia de Andrómeda, si eso ayuda). Entonces, debido a la expansión cósmica, un objeto a 1 Mpc de distancia debería alejarse de nosotros a 67,6 km / seg, y uno a 2 Mpc de distancia el doble que a 135,2 km / seg, y así sucesivamente. Es un poco más complicado que esto, pero esa es la esencia.

Y eso es un problema. Hay muchas formas de medir la constante de Hubble: mirando supernovas en galaxias distantes, observando lentes gravitacionales, observando enormes nubes de gas en galaxias distantes, y así sucesivamente, y muchos de ellos obtienen un número mayor, alrededor de 73 km / seg / Mpc. Esos números son cerca, lo cual es reconfortante en algunos aspectos, pero lo suficientemente distante como para resultar extremadamente desconcertante. Deberían estar de acuerdo y no lo hacen.

También obtienen diferentes edades para el Universo. Una constante de Hubble más alta significa que el Universo se está expandiendo más rápidamente, por lo que no necesitó tanto tiempo para alcanzar su tamaño actual, haciéndolo más joven. Una constante más baja significa que el Universo es más antiguo. Entonces, si bien la tasa de expansión puede parecer esotérica, está directamente relacionada con el concepto más fundamental de la edad del Universo, y los dos grupos de métodos obtienen números diferentes.

Entonces, ¿cuál es el correcto? Ésa es una pregunta difícil de responder, y tal vez incorrecta. Uno mejor es ¿por qué no están de acuerdo?

Hay un problema obvio, y es que ambos métodos son correctos, pero están midiendo dos partes diferentes del Universo. Los que miran el CMB están examinando el Universo cuando tenía menos de un millón de años. Los demás miran al Universo cuando ya eran unos pocos mil millones años. Quizás la tasa de expansión cambió durante ese tiempo.

En otras palabras, tal vez la constante de Hubble no lo sea. Una constante, quiero decir.

Podría haber problemas en los métodos en sí, pero estos se han verificado de muchas maneras y con tantos métodos diferentes en cada grupo que esto parece muy poco probable en este momento.

La culpa aparentemente está en el Universo y no en nosotros mismos. O, mejor dicho (lo siento, Bardo, y tal vez John), la falla radica en la forma en que medimos el Universo. Está haciendo lo que hace. Solo tenemos que averiguar por qué.

Se han publicado muchos artículos sobre esto, y no es exagerado decir que es uno de los problemas más grandes y espinosos de la cosmología en este momento.

Un pensamiento personal. Mi primer trabajo después de obtener mi doctorado fue trabajar brevemente en una parte de COBE, el Explorador de Trasfondo Cósmico, que miró al CMB y confirmó que el Big Bang era real. En ese momento las medidas eran buenas, pero había margen de mejora. Luego apareció WMPA, Planck y ahora ACT, y estas mediciones se realizan con una precisión increíble. Los astrónomos lo llaman cosmología de alta precisión, una especie de broma interna ya que, durante mucho tiempo, apenas teníamos idea de estos números.

Los astrónomos son tan buenos en esto ahora que una discrepancia del 10% se considera un gran problema, cuando en el pasado se consideraba correcto un factor de dos. Ver este campo mejorar con el tiempo ha sido un verdadero placer, porque cuanto mejor lo hacemos, mejor entendemos el Universo como un todo.

Sí, tenemos algunos problemas. Pero estos son grandes problemas.

Sin embargo, con suerte los veremos resueltos pronto. Porque cuando lo hagamos, significará que nuestra comprensión habrá dado otro gran salto.