Nuevos datos confirman la ‘tensión cosmológica’ en la medida de la constante de Hubble

De las muchas preguntas abiertas que desconciertan hoy en día a los físicos, hay una, la más relevante para los cosmólogos, que se cristaliza en un solo número: la constante de Hubble H₀, que representa la relación entre la distancia a la que se encuentra un objeto cósmico de nosotros y la rapidez con la que se aleja debido a la expansión acelerada del Universo.

La colaboración internacional TDCOSMO, en la que participan investigadores del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) en el Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB), ha presentado nuevos resultados sobre este parámetro que mide la tasa de expansión del Universo. Basándose en el estudio de cuásares, núcleos galácticos extremadamente luminosos y activos, el equipo ha encontrado una confirmación de la llamada ‘tensión de Hubble’, la discrepancia estadísticamente significativa entre los valores de H₀ en función del método utilizado para determinarlos.

El rompecabezas surge de las diferentes estrategias de medición: el método tradicional, basado en la observación de objetos cósmicos como las estrellas variables Cefeidas y las supernovas, o un enfoque más indirecto que utiliza el fondo cósmico de microondas como punto de partida para inferir H₀. Si esta tensión de Hubble es real, es decir, si los diferentes valores de H₀ no se deben a incertidumbres sistemáticas en las mediciones que aún no se han encontrado, esto requiere un profundo replanteamiento de lo que creemos saber sobre la evolución y la composición del Universo.

La colaboración TDCOSMO, que reúne a investigadores de una veintena de centros de investigación y universidades, documenta su último esfuerzo por encontrar una vía alternativa para la medición precisa de la constante de Hubble en un artículo que acaba de publicarse en la revista Astronomy & Astrophysics.

Los resultados del equipo respaldan la tensión de Hubble entre las mediciones de H₀ del Universo tardío y temprano. «Para mí, el método del retardo temporal de la lente es fundamental para resolver la tensión, ya que es completamente independiente de cualquier otro método y no implica calibraciones complicadas», afirma Frédéric Courbin, investigador ICREA del IEEC en el ICCUB.

Esta colaboración internacional utiliza una técnica conocida como cosmografía de retardo temporal para inferir el valor de la constante de Hubble. En el artículo, el equipo aplica este método a una muestra de sondas cósmicas conocidas como cuásares con fuertes lentes gravitacionales.

Un cuásar es un objeto lejano y extremadamente brillante producido por un disco de acreción de gas y polvo que cae en un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia. Cuando un objeto masivo, como una galaxia, se encuentra entre un observador y un cuásar, se produce un efecto conocido como lente gravitacional que genera múltiples imágenes del cuásar. Esto se debe a que la galaxia lente, también conocida como deflectora, actúa como si fuera una lente óptica colocada en la trayectoria de un haz de luz: deforma el espacio y, como resultado, curva y amplía la luz procedente de un objeto en segundo plano. En el caso de un cuásar, la desviación de la luz produce imágenes brillantes y distorsionadas alrededor de la galaxia lente.

Los últimos hallazgos de la colaboración TDCOSMO subrayan el papel fundamental de las redes internacionales de investigación y la inversión sostenida en ciencia. Gracias al apoyo de la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia (SNSF), los investigadores pudieron recopilar dos décadas de mediciones de retardo temporal de cuásares con lente gravitacional utilizando el telescopio suizo Leonhard Euler del ESO. Este esfuerzo a largo plazo se vio reforzado por la financiación europea a través de la beca ERC Advanced Grant COSMICLENS, un proyecto en el que Courbin es el investigador principal.

La importancia de esta investigación ha sido reconocida de nuevo por la Comisión Europea, que recientemente ha concedido una subvención Synergy Grant de 12 millones de euros para abordar la tensión de Hubble a través del proyecto RedH0T, codirigido por los investigadores Licia Verde (ICREA-ICCUB) y Frédéric Courbin.