La escalera cósmica, ¿qué es y para qué sirve?

Los cosmólogos tratan de comprender la naturaleza del universo, especialmente su composición, edad y destino. “Hay que tener en cuenta que estamos probablemente en un escenario donde la nueva física pueda llegar a emerger”, expuso la investigadora Celia Escamilla Rivera, del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN).

Desde hace tiempo, estos expertos descubrieron que los objetos en el cosmos se alejan entre sí, en lo que se conoce como la expansión del universo. Para calcular distancias y qué tan rápido o lento sucede ese fenómeno, suelen realizar cálculos matemáticos, tema que ha generado discrepancias entre ellos.

Durante la charla de divulgación Cómo una Disputa sobre un solo Número se Convirtió en una Crisis Cosmológica, la especialista del ICN dijo que hay discrepancias en los cálculos, pues hay quien asevera que es más acelerada de lo que se pensaba.

Necesario, remontarse 13.7 mil millones de años

La científica -primera mexicana en ser nombrada miembro de la Royal Astronomical Society y colaboradora del proyecto internacional Snowmass 2021, en el que trabaja con Adam Riess para explicar los problemas de la tensión de la constante de Hubble y el de la energía oscura- mencionó que para encontrar una respuesta, es necesario remontarse 13.7 mil millones de años y de ahí establecer las condiciones para saber lo que estamos observando el día de hoy.

Hace 13.7 mil millones de años ocurrió una gran explosión, conocida como el Big Bang, que dio origen a todos los astros y cuerpos celestes alrededor nuestro; 380 mil años después de aquella explosión nacieron los dos elementos más importantes para la formación de estrellas, cúmulos de galaxia, galaxias: el hidrógeno y el helio.

Todo aquello que nos rodea, no sólo en la tierra, sino también en nubes de gas, estrellas, galaxias y más, es conocida como materia bariónica, pero también se sabe que hay materia oscura, la cual ocupa un mayor porcentaje respecto de toda la bariónica. También hay la energía oscura.

Para saber qué tan rápido o lento se expande el cosmos, se utiliza la llamada Constante de Hubble; sin embargo, en los últimos años ha surgido un desacuerdo entre dos formas de medir esa tasa de expansión, apuntó. Escamilla Rivera precisó que la primera se refiere a “la observación de supernovas distantes y su relación con la expansión acelerada del universo, mérito de Adam Riess, Brian Schmidt y Saul Perlmutter, ganadores del Nobel de Física 2011”.

Para calcular la distancia, los astrónomos emplean un método conocido como la escalera cósmica, con un primer escalón desde el cual se inicia la observación revisando la posición de una cefeida en la Vía Láctea usando más de un telescopio.

En el segundo escalón, la ubicación de las cefeidas en una galaxia cercana se determina con base en los cálculos del primer escalón y, con esa información, “lo que hacemos es calibrar contra el brillo aparente de una supernova cercana” , señaló.

“El último escalón establece la posición de las supernovas en una galaxia distante, para determinar la luminosidad o distancia a esta estrella; lo anterior se hace con base en los cálculos del segundo escalón”. De escalón a escalón se va propagando un error que es muy importante a la hora de querer calcular la constante de Hubble”, indicó la académica.

La segunda estrategia implica pensar a la inversa, revisando no de la Tierra hacia el inicio, sino del inicio hacia nuestro planeta, usando la radiación cósmica de fondo.

“El reto es que las dos estrategias no llegan al mismo valor y es tan desconcertante como dos secciones de una construcción que no se alinean, claramente algo anda mal”, concluyó Escamilla Rivera.