Burbujas cósmicas gigantes han proporcionado una nueva medida precisa de la expansión del espacio-tiempo: ScienceAlert

The Thick una vez más planea buscar reducir la tasa de expansión del universo.

Una nueva medida de la expansión acelerada del universo, conocida como constante de Hubble, ha reducido su velocidad a una velocidad de 67,97 kilómetros por segundo por megaparsec, lo que, según un gran equipo internacional de investigadores, es el mapa 3D más grande y preciso de nuestro universo. Salir en una cita.

Se basa en las «burbujas» creadas por el universo temprano en expansión y representa un gran avance en la medición de la constante de Hubble y la búsqueda de la misteriosa energía oscura que la impulsa… pero también profundiza la actual crisis de la cosmología.

Esto se debe a que dos métodos diferentes para medir la constante de Hubble producen consistentemente dos rangos diferentes de resultados. Estos resultados se obtuvieron utilizando el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Instrumento de espectroscopia de energía oscura.se acercan bastante a descartar el error humano, al menos de esta manera.

«Ningún experimento espectroscópico había obtenido antes esta cantidad de datos, y seguimos recopilando datos de más de un millón de galaxias cada mes». dice la cosmóloga Nathalie Blanc Delabroy Del laboratorio de Berkeley.

«Es sorprendente que utilizando sólo los datos del primer año, ya podamos medir la historia de expansión de nuestro universo en siete porciones diferentes de tiempo cósmico, cada una con una precisión del 1 al 3 por ciento».

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La fluctuación del Hubble, quizás el mayor problema en cosmología en este momento, surge de la discrepancia entre los resultados obtenidos usando instrumentos conocidos como velas estándar y reglas estándar para medir la constante de Hubble (H).0).

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Como explicamos anteriormente, las velas estándar son objetos con brillo intrínseco conocido: estrellas variables cefeidas y supernovas de tipo Ia. Si sabemos qué tan brillante es algo intrínsecamente, podemos calcular a qué distancia está con gran precisión. Las estrellas variables cefeidas y las supernovas de tipo Ia nos dan una constante de Hubble de aproximadamente 73 kilómetros por segundo por megaparsec.

Los gobernantes estándar se basan en señales del universo primitivo. Estos incluyen el fondo cósmico de microondas (la luz que fluyó por primera vez a través del universo unos 380.000 años después del Big Bang) y las «burbujas» en el espacio llamadas oscilaciones acústicas bariónicas o BAO. Esto da una constante de Hubble de unos 67 kilómetros por segundo por megaparsec.

Las ondas BAO, en las que se basa el mapa DESI, son esencialmente ondas de densidad acústica esféricas que viajaron a través de la niebla de plasma en el universo primitivo. Cuando la niebla se disipó, la densidad de la materia del universo se congeló en estas burbujas esféricas. Obviamente las cosas se han movido, pero las disposiciones esféricas de las galaxias se pueden determinar si se sabe qué buscar.

El radio de estas burbujas es fijo y conocido; que Alrededor de 150 megapársecs. Entonces, si los astrónomos ven el BAO en el espacio profundo, dado que conocen su tamaño, también pueden calcular a qué distancia se encuentra. Esto permite mediciones de la constante de Hubble.

En su estudio del cielo, DESI examinó la friolera de 11 mil millones de años luz en el espacio-tiempo, midiendo los BAO hasta donde alcanza la vista. Cuando se combinaron con mediciones del fondo cósmico de microondas, los resultados estaban firmemente en el campo de las reglas estándar. Sin embargo, incluso sin la presencia del CMB, la medición de BAO parece descartar velocidades más altas.

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“Tendemos a encontrar valores para H0 En el rango de 67 a 68 kilómetros por segundo por millón de pársecs, incluso cuando cambian las suposiciones de las muestras de datos o la historia de la expansión cósmica. Los datos de BAO nos permiten afirmar con firmeza que el valor de H0 «La velocidad es inferior a 70 kilómetros por segundo por megaparsec cuando se utiliza una regla estándar calibrada a partir de la física del universo primitivo», dice a ScienceAlert el físico Kyle Dawson de la Universidad de Utah.

“Esto deja dos posibles explicaciones para la inquietud del Hubble: hay nueva física que debe tenerse en cuenta para calibrar adecuadamente la regla estándar a partir de la física del universo primitivo, o hay algunas fuentes de error sistemático que no se tuvieron en cuenta adecuadamente. para suavizar las mediciones de las cefeidas SN+ a partir de estimaciones de distancias geométricas. «Estimaciones locales a distancias en el flujo del Hubble».

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El gran problema aquí es que las recientes mediciones de velas estándar realizadas con el Telescopio Espacial James Webb parecen ser demasiado fuertes para los 73 kilómetros por segundo por megaparsec del equipo, y cerrar la brecha entre los dos utilizando mediciones y datos actuales parece cada vez más improbable. Esto significa que, después de todo, la nueva física puede ser la respuesta.

Pero esta nueva medición es solo un paso adelante, ya que se basa en solo un año de datos DESI y brinda una precisión mucho mayor que la que los experimentos de la generación anterior tardaron 10 años en obtener. Revela algunas desviaciones sutiles del modelo Lambda Cold Dark Matter (LCDM) del universo que utilizamos actualmente, que se basa en modelos específicos tanto de energía oscura como de materia oscura.

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«Esta precisión adicional nos coloca en el sistema que hemos estado buscando durante 20 años, un sistema en el que podemos probar de manera significativa la naturaleza de la energía oscura», dice Dawson.

«Los resultados utilizando DESI BAO y CMB se describen mejor mediante un modelo que se desvía del modelo LCDM estándar en 2,6 sigma. Si bien 3 sigma aún no es el nivel de 3 sigma que garantizaría evidencia de nueva física, este nivel de desacuerdo con el supuesto modelo para Los últimos 20 todos analizamos las mediciones utilizando una muestra de tres años.

«Hemos demostrado que las técnicas de análisis desarrolladas en este primer año son sólidas y esperamos que las mediciones posteriores sean significativamente más precisas».

No podemos esperar.

El equipo presentó sus resultados en Reunión de marzo de la Sociedad Estadounidense de FísicaY Disponible en el servidor de preimpresión arXiv.

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