Las imágenes del cosmos como la del espacio profundo captada por el Telescopio Espacial James Webb hacen que el espacio se vea repleto de objetos. Y en términos generales, es así. Pero todas esas estrellas, galaxias y objetos celestes podrían no estar distribuidos de manera tan uniforme como lo muestran las fotos.
El hecho es que lo más probable es que el espacio tenga aquí y allá burbujas de relativo vacío y hay astrónomos que creen que nos encontramos dentro de una de ellas. Hay cada vez más evidencia que sugiere que toda nuestra galaxia de la Vía Láctea se halla dentro de un enorme vacío cósmico. Más recientemente, se encontró que las ondas de sonido de los inicios del universo – en esencia, el sonido del Big Bang – respaldan esta idea. El trabajo encabezado por Indranil Banik, cosmólogo de la Universidad de Portsmouth, propone una solución a la tensión de Hubble – uno de los más grandes misterios del universo.
Banik y sus colegas publicaron en mayo sus hallazgos en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Él ha estado trabajando en la tensión de Hubble durante los últimos cinco años. El misterio cosmológico surge de dos valores diferentes para la constante de Hubble, que representa la tasa de expansión del universo de hoy.
“La tensión de Hubble es una discrepancia observada entre las mediciones del ritmo de expansión del universo obtenidas a través de diferentes métodos, según el modelo cosmológico estándar y la observación del universo cercano actual”, le dijo Banik a Gizmodo. En realidad es una discrepancia entre la teoría y las observaciones”.
Básicamente, las galaxias y estrellas que hay en el universo local y más reciente, parecen estar alejándose más rápido de lo que lo predice la constante de Hubble. Esto desafía al modelo cosmológico estándar que describe la expansión y evolución del universo y también cuestiona la antigüedad del universo ya que los astrónomos necesitan la constante de Hubble para extrapolar la cantidad de tiempo transcurrido desde el Big Bang.
Banik cree que la teoría del vacío local puede ofrecer una solución. Si nuestra galaxia se encuentra dentro de una burbuja de espacio relativamente vacío, la gravedad atraería la materia cercana hacia el exterior de mayor densidad del vacío, explicó en declaraciones de la Royal Astronomical Society . A medida que el vacío se va liberando la velocidad de los objetos que se alejan de nosotros sería mayor si es que no hay vacío, y por eso parece más veloz el ritmo de expansión local, dijo Banik.
No encaja con el modelo estándar
Para que esto tuviera sentido nuestro sistema solar tendría que estar cerca del centro de un vacío con un ancho de unos dos mil millones de años luz, con una densidad de alrededor de un 20% menos que la densidad promedio del universo (aclaremos: el vacío no es un espacio desocupado sino una región del universo con menos galaxias y materia que el promedio). Esta región teóricamente de baja densidad se conoce como vacíoi KBC.
Hay varios estudios que respaldan su existencia, entre ellos los de autoría de Banik. Pero la teoría del vacío local sigue siendo controversial porque el vacío no encaja con el modelo estándar de la cosmología que afirma que la materia que conforma el universo de hoy debería estar dispersa de manera más uniforme a escalas tan grandes. El vacío KBC es “demasiado grande y profundo para el modelo estándar de la cosmología donde hay una en mil millones de probabilidades de que estemos en ese vacío”, le dijo Banik a Gizmodo. “Así que necesitamos ajustar el modelo de tal modo que la estructura a escalas más allá de cien millones de años luz se expanda más rápido de lo que predice el modelo”.
Su trabajo más reciente analizó las oscilaciones acústicas de bariones (BAOs), un patrón de oscilaciones en la distribución de la materia en el universo primitivo. Banik las comparó con las ondas de sonido del Big Bang. Las BAOs brindan una forma independiente de medir el ritmo de expansión del universo y los cambios en ese ritmo a lo largo de la historia del cosmos. Estas “ondas de sonido” actúan como herramienta de medición que los astrónomos pueden utilizar para mapear la historia de la expansión cósmica, según Banik.
Con sus colegas, consideraron todas las mediciones disponibles de las BAO en los últimos 20 años. Su trabajo mostró que hay cien millones de veces más probabilidades de que el modelo de vacío local.
Eso constituye firme evidencia que sugiere que de hecho vivimos dentro de un vacío cósmico, pero no es prueba definitiva. Banik también trabaja con datos de supernovas para investigar uno de los problemas principales en la teoría del vacío local. “Todo tio de solución local o tardía de la tensión de Hubble implica que en el universo más distante no había tensión de Hubble. Los datos de las supernovas parecen sugerir que la tensión de Hubble persiste en el aumento de la nova roja luminosa”.
Si logra encontrar evidencia de que la tensión de Hubble desaparece más allá del universo local, eso representaría un avance para la teoría del vacío local. Por ahora, se trata de un acertijo cósmico sin solución.
