La constante de Hubble (H₀) mide la velocidad con la que el universo se expande. Es un número esencial, que conecta el pasado, presente y futuro del cosmos. Pero hay dos formas principales de calcularla, y sus resultados no coinciden. Si se mide observando galaxias cercanas (el universo actual), se obtiene un valor en torno a 73 km/s/Mpc. Si se calcula a partir del fondo cósmico de microondas, es decir, observando el universo cuando tenía apenas 380.000 años, el número cae a aproximadamente 67 km/s/Mpc. La diferencia es pequeña, pero estadísticamente significativa.
Esta discordancia es lo que se conoce como la “tensión de Hubble”, y lleva años sin resolverse. Las posibles soluciones se han agrupado en dos caminos: o bien los datos locales están mal calibrados, o bien el modelo cosmológico estándar, llamado ΛCDM, necesita ser modificado. El paper examina la segunda opción desde un ángulo novedoso, preguntando si una transición en el universo primitivo podría conciliar ambos valores de H₀ sin contradecir la información del universo temprano.
¿Una transición oculta en la historia del universo?
El enfoque central del artículo consiste en introducir funciones que varían con el tiempo para representar posibles cambios en la expansión cósmica y el crecimiento de estructuras. En lugar de proponer una nueva partícula o una forma específica de energía oscura, los autores usan un método libre de hipótesis físicas concretas. Evalúan si existe un momento temporal en el que la evolución del universo diverge de lo predicho por ΛCDM, y si esto puede ayudar a resolver la tensión de Hubble.
Lo interesante es que el modelo permite detectar si hay un “pico” de cambio en un intervalo estrecho de tiempo. En palabras del artículo: “la reconstrucción resalta una preferencia por una transición estrecha en el tiempo centrada en un corrimiento al rojo de z ∼ 4”. Traducido, esto significa que los datos favorecen una transición brusca en el ritmo de expansión del universo cuando este tenía unos 1.500 millones de años.
Ese momento cósmico no es cualquiera. Coincide con la época en la que se forman muchas galaxias y estructuras a gran escala. Si algo alteró la física en ese período —una forma exótica de energía, una modificación de la gravedad o una interacción desconocida—, podría haber dejado huellas tanto en el valor actual de H₀ como en los datos del fondo cósmico.
Energía oscura temprana y otros ajustes del modelo
Una de las ideas más exploradas en la última década es la energía oscura temprana (EDE, por sus siglas en inglés). Se trata de un tipo de energía que habría existido solo durante una fase muy concreta del universo primitivo, antes de desaparecer o volverse irrelevante. Este tipo de energía puede aumentar la velocidad de expansión antes de que se formen los primeros átomos, y así hacer compatible un valor mayor de H₀ con los datos del fondo cósmico.
El paper reconoce que modelos como la EDE han mejorado la situación, pero siguen enfrentando desafíos. En sus palabras: “Testos modelos normalmente no logran mejorar el ajuste al espectro completo del CMB mientras permiten un valor más alto de H₀”. Es decir, aunque suben el valor de H₀, no encajan bien con todos los detalles del fondo de microondas, especialmente en escalas pequeñas.
Aquí es donde su enfoque libre gana relevancia. Al no estar atado a un modelo físico específico, permite explorar la estructura de los datos en busca de anomalías que sugieran transiciones reales, sin imponer una causa determinada. Y eso abre la puerta a pensar en escenarios más amplios: quizá no es una energía nueva, sino una propiedad modificada de la materia o de la gravedad lo que está detrás de la tensión.
Lo que revelan los datos más allá de la expansión
Además de la tasa de expansión (parametrizada como H(z)), el artículo también estudia cómo ha crecido la materia a lo largo del tiempo, lo que se conoce como growth rate. Este parámetro indica cómo se han formado estructuras como galaxias y cúmulos, y es sensible a los cambios en la gravedad o la energía del universo. Comparando estos dos conjuntos de datos, los autores buscan inconsistencias internas que puedan señalar una transición cosmológica real.
Lo sorprendente es que encuentran una correlación entre ambos cambios: cuando la expansión cambia, también lo hace el crecimiento de estructuras. Esto refuerza la idea de que no se trata de un error estadístico o de una mala calibración de instrumentos. El paper lo resume así: “el hecho de que ambas reconstrucciones apunten a una transición sugiere que podría tratarse de un efecto físico”.
Este hallazgo tiene implicaciones importantes. Si ambas curvas muestran un punto común de cambio, significa que podría haber un evento físico real, no considerado aún en el modelo estándar, que haya afectado el universo entre el fondo cósmico y las medidas locales. La idea de una transición localizada en el tiempo cobra fuerza y ofrece un camino prometedor para resolver la tensión sin descartar completamente el modelo ΛCDM.
Un paso hacia una nueva cosmología
El trabajo de Meerburg, Beutler y Mota no pretende ofrecer una solución definitiva, pero abre una vía metodológica nueva. En lugar de probar modelos específicos, permite estudiar la forma en que los datos se desvían del comportamiento esperado, y hacerlo sin arriesgar predicciones falsas. Este enfoque es útil para detectar “señales débiles” que podrían estar ocultas si solo se ajustan modelos predefinidos.
Además, el artículo deja claro que esta posible transición no contradice los datos más sólidos del fondo de microondas. Al contrario: “Encontramos que una transición tanto en la expansión como en la tasa de crecimiento no entra en conflicto con las mediciones primarias del CMB de Planck”. Eso significa que es posible que el universo haya tenido una fase de cambio que aún no comprendemos bien, pero que no invalida las observaciones previas.
En conjunto, este estudio refuerza la idea de que la tensión de Hubble no es una simple discrepancia técnica, sino una oportunidad para descubrir nuevos aspectos de la física del cosmos. Quizá no estamos ante una falla en el modelo, sino ante su próximo gran ajuste.
Referencias
Cortesía de Muy Interesante
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