Tenemos la medida más precisa hasta la fecha de qué es lo que compone el Universo

Los físicos llevan años preguntándose el por qué y el cómo de la expansión del Universo. La teoría más extendida implica la existencia de una combinación de materia y energía que no podemos percibir ni estudiar. Ahora, un equipo de investigadores bajo la colaboración Pantheon+ ha logrado estimar la cantidad de éstas que puede albergar nuestro Universo.

Una pregunta no tan fácil de resolver. ¿De qué está hecho el Universo? Podría parecer una pregunta fácil de resolver. Al fin y al cabo conocemos todos los elementos de la tabla periódica que pueden aparecer de forma natural, e incluso alguno más.

Sin embargo hay algo más en el Universo además de esta materia que podemos ver y percibir: la energía y la materia oscuras. Estos conceptos hacen referencia a materia y energía que no podemos detectar (es decir, no solo no la podemos ver, no tenemos manera de encontrarla) pero que dejan su impronta en la estructura del Universo.

Concretamente, la materia oscura dejaría su impronta a través de la fuerza gravitatoria. La energía oscura por su parte dejaría su marca en la velocidad a la que se expande el Universo.

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Dos tercios de energía, uno de materia. La última, y hasta la fecha más precisa estimación de la proporción en la que podemos encontrar energía oscura, materia oscura, y materia convencional ha sido publicada recientemente en un artículo en la revista The Astrophysical Journal.

En él, el equipo de investigadores explica que la energía oscura compone un 66,2% de nuestro cosmos, mientras que el 33,8 % corresponde a la materia. Del total, la materia convencional compondría tan solo un 5% según esta reciente estimación.

Materia y velocidad. Pero ese no es el único resultado que se ha presentado en el artículo. La colaboración entre el proyecto Pantheon+ y la colaboración SH0ES ha realizado una nueva estimación de la constante de Hubble, la constante que nos indica la velocidad a la que se expande el universo.

El nuevo valor estimado es de 73,4 kilómetros por segundo por megapársec, o abreviado (km/s)/Mpc, medida a la que han dado un margen de error del 1,3%. Esto quiere decir que, debido a la expansión del Universo, una galaxia que se encuentre a un megapársec de nosotros (a 3,2 millones de años luz) se estará alejando de nosotros a 73,4 km/s. Y todo eso sin moverse, ya que la expansión del Universo no implica el movimiento de los objetos en él, sino el estiramiento del espacio en sí.

Según los cálculos del equipo, la velocidad a la que el Universo en su conjunto se expande sonda los 255.000 kilómetros por hora.

Más leña al fuego de la gran discrepancia cosmológica. Esto es problemático. En los últimos años, una discrepancia importante en la medición de la constante de Hubble ha ido haciéndose cada vez más notoria. Los modelos cosmológicos creados a partir de la información extraída del fondo de microondas estiman que la constante de Hubble debería rondar los 67 (km/s)/Mpc.

En este periodo, las mediciones han ido haciéndose más precisas y los márgenes de error más pequeños, pero mientras que las mediciones basadas en la observación de galaxias, supernovas y otros objetos nos dan cifras entorno a estos 73,4 (km/s)/Mpc, las mediciones basadas en el fondo de microondas se mantienen significativamente por debajo.

Es la discrepancia conocida como tensión de Hubble, y ya ha alcanzado el nivel de cinco sigmas, es decir, es extremadamente improbable que se deba a una casualidad.

Observar las supernovas. Para lograr los resultados, los investigadores analizaron alrededor de 1.500 supernovas de tipo Ia. Las supernovas son explosiones que se dan al final de la vida de algunas estrellas, una vez se convierten en enanas blancas, si acumulan gran cantidad de materia, pueden desarrollar una reacción termonuclear y explotar en una de estas supernovas.

El equipo ha acumulado décadas de observaciones, según explica uno de sus autores, el premio Nobel en física Adam Ries, en una nota de prensa. “En muchas maneras, este último análisis de Panteon+ es la culminación de más de dos décadas de esfuerzos diligentes de observadores y teóricos de todo el mundo para descifrar la esencia del cosmos”.

Un paso en un largo camino. Pantheon+ es la continuación del proyecto Pantheon, al que los investigadores deben observaciones del primer millar de supernovas. Pero sin duda lo más interesante es lo que queda por delante, no a este proyecto en concreto sino a la comunidad científica.

En palabras recogidas por France 24, Dillon Brout, coautor del estudio, explicaba esta máxima: “Nosotros, como científicos, prosperamos en el no entenderlo todo”. Tres de los misterios más grandes de la astrofísica están presentes, y quién sabe cuándo o si seremos capaces de resolverlos.

Imagen | NASA/CXC/U.Texas