Publicado 05/01/2021 13:43CET

Problemas al medir la expansión del universo con ondas gravitacionales

Dos métodos para determinar la tasa cósmica de expansión del universo han alcanzado resultados precisos pero mutuamente inconsistentes. Los astrónomos esperaban que un tercer método que utiliza ondas gravitacionales fuera más preciso, pero hay problemas
Dos métodos para determinar la tasa cósmica de expansión del universo han alcanzado resultados precisos pero mutuamente inconsistentes. Los astrónomos esperaban que un tercer método que utiliza ondas gravitacionales fuera más preciso, pero hay problemas - ESO/ MARIO NONINO, PIERO ROSATI AND THE ESO GOODS

   MADRID, 5 Ene. (EUROPA PRESS) -

   Un método nuevo para medir el parámetro de expansión cósmica que utiliza ondas gravitacionales presenta dos problemas que cuestionan su capacidad para superar este principal reto astrofísico moderno.

   Los valores deducidos de las dos metodologías principales previas, --las propiedades de las galaxias y la radiación cósmica de fondo de microondas (CMBR)-- no concuerdan entre sí en aproximadamente el nivel del diez por ciento, sin embargo, cada uno es preciso al nivel de un pequeño porcentaje.

   Es posible que haya errores de observación no corregidos, pero las estimaciones sugieren que son demasiado pequeños para explicar las diferencias. Como resultado, no se ha encontrado un valor consistente y preciso de la expansión, la constante de Hubble. El problema no es tanto el valor en sí mismo, la edad del universo no cambiará mucho de ninguna manera, sino que es que algo inexplicable está sucediendo claramente relacionado con el hecho de que los datos de CMBR surgen de una época muy diferente del tiempo cósmico que los datos de la galaxia.

   Como alternativa, tras su descubrimiento hace cinco años, la intensidad observada de las ondas gravitacionales proporciona una medida de la expansión cósmica, ya que los modelos pueden inferir la fuerza intrínseca. Cuando las ondas gravitacionales resultan de una fusión de estrellas de neutrones binarios que tiene una contraparte óptica detectada, la velocidad de recesión cósmica de la galaxia anfitriona (medida a partir de su luz) proporciona una calibración para la tasa de expansión. Este nuevo método se llama "sirena estándar". Si la precisión del método de sirena estándar es mejor que la de los otros métodos, podría resolver la discrepancia.

   Sin embargo, el astrónomo de Harvard CfA Hsin-Yu Chen ha investigado las incertidumbres asociadas con el método de sirena estándar y encuentra que dos problemas complican el método de sirena estándar y plantean grandes desafíos para resolver la tensión. Ambos están relacionados con la luz emitida y el ángulo de visión de la fuente, según un comunicado de esta institución.

   El primer problema es que la luz no se emite de forma esférica según las simulaciones por computadora, por lo que la intensidad que observamos depende de nuestro ángulo de visión; incluso el color depende del ángulo. El ángulo de visión debe estimarse e incluirse de alguna manera en la calibración, y esto conlleva una incertidumbre. La segunda es que el evento de fusión también se ve desde un ángulo particular que afecta el resultado; incluso después de observar muchas fuentes, un análisis estadístico de la muestra seguirá teniendo un sesgo incierto.

   Chen concluye que estos dos efectos sistemáticos introducirán un sesgo en el valor de sirena estándar de la constante de Hubble que da como resultado que tenga una incertidumbre que es tan grande como la incertidumbre en otros métodos.