Trazando la historia de la expansión del universo con estrellas en explosión

Una representación matemática de la expansión del universo a lo largo de su historia (Crédito: NAOJ)

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Un equipo de investigación internacional analizó una base de datos de más de 1.000 explosiones de supernovas y descubrió que los modelos de expansión del universo coincidían mejor con los datos cuando se introdujo una nueva variación dependiente del tiempo. Si se validan los datos futuros de alta calidad del Telescopio Subaru y otros observatorios, estos resultados podrían apuntar a una física desconocida que opera en la escala cósmica.

Las observaciones de Edwin Hubble de hace más de 90 años que muestran la expansión del universo siguen siendo una piedra angular de la astrofísica moderna. Pero cuando entra en los detalles del cálculo de la rapidez con la que el universo se ha expandido en diferentes momentos de su historia, a los científicos les resulta difícil lograr que los modelos teóricos coincidan con las observaciones.

Para solucionar este problema, un equipo liderado por Maria Dainotti (Profesora Asistente del Observatorio Astronómico Nacional de Japón y Graduada de la Universidad de Estudios Avanzados, SOKENDAI de Japón y Científica Asociada del Instituto de Ciencias Espaciales de los Estados Unidos de América) analizó un catálogo de 1048 supernovas que explotaron en diferentes momentos de la historia del universo. El equipo descubrió que se pueden hacer modelos teóricos para que coincidan con las observaciones si se permite que una de las constantes utilizadas en las ecuaciones, llamada apropiadamente la constante de Hubble, cambie con el tiempo.

Hay varias explicaciones posibles para este aparente cambio en la constante de Hubble. La posibilidad probable pero aburrida es que los sesgos observados estén presentes en los datos de la muestra. Para ayudar a corregir posibles sesgos, los astrónomos están utilizando la Hyper Suprime-Cam en el Telescopio Subaru para observar supernovas débiles en un área amplia. Los datos de esta herramienta aumentarán la muestra de supernovas observadas en el universo temprano y reducirán la incertidumbre en los datos.

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Pero si los resultados actuales se detienen bajo una investigación adicional, y si la constante de Hubble está cambiando, entonces se abre la pregunta de qué está impulsando el cambio. La respuesta a esta pregunta puede requerir una versión nueva, o al menos modificada, de la astrofísica.

Estos resultados aparecerán como MG Dainotti et al. “Sobre la tensión constante de Hubble en la muestra del Panteón SNe Ia” en The Astrophysical Journal, 17 de mayo de 2021.

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