Hay un problema con la tasa de aceleración de la expansión del Universo.
Más específicamente, hay un problema con la forma en que medimos la tasa de aceleración de la expansión del Universo, llamada la Constante de Hubble. Tenemos dos métodos principales para medir la constante de Hubble, y no importa cuántas veces los apliquemos, siempre arrojan resultados diferentes.
Esto ha llevado a algunos a sugerir que necesitamos una nueva física para explicar la discrepancia. Pero el físico teórico Lucas Lombriser de la Universidad de Ginebra en Suiza ha presentado un enfoque diferente.
Según Lombriser, si la galaxia de la Vía Láctea está flotando en una gran cavidad de baja densidad en el espacio, eso podría explicar por qué las mediciones no coinciden. Al ajustar nuestras ecuaciones para tener en cuenta esa diferencia de densidad, podríamos reducir significativamente la brecha de medición.
Pero antes de entrar en eso, necesitamos explicar brevemente las dos medidas de la constante de Hubble.
El primero se basa en el fondo cósmico de microondas (CMB), el tenue resplandor de la radiación de fondo que impregna el Universo, sobrante del Big Bang. El CMB ha sido mapeado de manera bastante exhaustiva por una serie de encuestas, por lo que sabemos que tiene regiones más cálidas y frías que se corresponden con expansiones y contracciones de materia en el Universo temprano.
Estos se pueden estudiar para aprender sobre la historia de expansión del Universo. Según esta información, los cálculos de la constante de Hubble generalmente arrojan un resultado que ronda los 67,4 kilómetros por segundo por megaparsec.
El otro método para llegar a la Constante de Hubble consiste en medir las distancias a los objetos con brillo conocido, como las supernovas Tipo Ia extremadamente brillantes y Estrellas variables cefeidas, un tipo de estrella que tiene una relación conocida entre su brillo y sus pulsaciones periódicas.
Conocer su brillo absoluto permite a los astrónomos calcular la distancia a estos objetos, porque el brillo se desvanece a lo largo de la distancia a una velocidad conocida; por lo tanto, a veces nos referimos a objetos como velas estándar.
Este último método devuelve una tasa de expansión diferente de la que obtenemos al mirar el fondo cósmico de microondas. Supernovas tipo Ia recientemente devuelto un resultado de 72.8 kilómetros por segundo por megaparsec. Variables cefalidas extragalácticas en Ia galaxia hospedadora de supernovas dio un resultado aún más salvaje – 74.03 kilómetros por segundo por megaparsec.
"Estos dos valores continuaron volviéndose más precisos durante muchos años mientras permanecían diferentes el uno del otro". Dijo Lombriser.
"No se necesitó mucho para provocar una controversia científica e incluso para despertar la emocionante esperanza de que tal vez estábamos lidiando con una 'nueva física'".
Pero el modelo de vela estándar tiene una debilidad. los ecuaciones Para calcular la expansión del espacio se supone una distribución homogénea de la masa en todo el Universo. En escalas grandes, eso es probablemente más o menos cierto, pero en escalas más pequeñas, puede que no sea así.
Y eso podría afectar cómo se comporta el espacio que nos rodea. Porque si nuestra galaxia local está en una burbuja de baja densidad, el tirón gravitacional del caparazón de mayor densidad fuera de la burbuja le daría a las galaxias un pequeño impulso de aceleración, haciendo que parezcan moverse más rápido de lo que sugeriría la expansión del Universo.
"Si estuviéramos en una especie de" burbuja "gigantesca" Dijo Lombriser, "donde la densidad de la materia era significativamente menor que la densidad conocida para todo el Universo, tendría consecuencias en las distancias de las supernovas y, en última instancia, en la determinación de la constante de Hubble".
Esto es no la primera vez Tal dinámica ha sido propuesta. Pero lo que Lombriser ha hecho es describir matemáticamente los parámetros de la burbuja que resultarían en el efecto observado.
Calculó que si estuviéramos en una burbuja de espacio de alrededor de 250 millones de años luz de diámetro, con menos de la mitad de la densidad de masa del espacio a su alrededor, entonces los cálculos estándar de la vela Hubble Constant serían más consistentes con el fondo cósmico de microondas Hubble Constant cálculos
Y sabemos que existen tales vacíos de baja densidad, porque el Universo es un lugar extrañamente aglomerado. La Vía Láctea es justo al borde de uno. Tiene al menos 150 millones de años luz de diámetro, y tal vez tan grande como 300 millones de años luz.
Sin embargo, antes de que podamos anunciar que el misterio se ha resuelto, debemos tener en cuenta otra investigación reciente ha encontrado que la estructura local del Universo no tiene efecto en las medidas estándar de velas de la constante de Hubble.
Eso todavía no significa que necesitemos nueva física. Sin embargo, más investigaciones han sugerido que nuestro la comprensión de las supernovas de tipo Ia es defectuosa, y que podríamos estar calculando mal su brillo. Otro estudio sugiere que podría haber habido otro tipo de energía oscura eso proporcionó aceleración adicional en el Universo temprano.
Pero Lombriser cree que su teoría tiene piernas.
"La probabilidad de que haya tal fluctuación en esta escala es de uno en 20 a uno en cinco, lo que significa que no es la fantasía de un teórico". él dijo.
"Hay muchas regiones como la nuestra en el vasto universo".
La investigación ha sido publicada en Física Letras B.