Nuevos estudios ponen en duda la Relatividad General para explicar la expansión del universo

El universo lleva en constante expansión desde el estallido del Big Bang, hace unos 13,7 mil millones de años. Pero determinar la velocidad a que se expande se ha convertido en uno de los mayores misterios para los astrofísicos. Los distintos métodos que se usan actualmente para medir esta deriva cósmica arrojan resultados diferentes, lo que hace pensar a los investigadores que o bien no comprendemos del todo la dinámica del universo o nuestras mediciones están condicionadas por el lugar desde donde las hacemos. Ahora un nuevo estudio asegura que los cálculos realizados desde nuestro punto de vista pueden ser aún más erróneos de lo que pensábamos.

Para medir la velocidad a la que se produce la expansión del cosmos, los investigadores usan la Constante de Hubble, llamada así en honor al astrofísico estadounidense Edwin Hubble que observó este movimiento del universo por primera vez. Sin embargo, los científicos emplean maneras distintas de medir esa constante que arrojan resultados diferentes, lo que se conoce como tensión de Hubble.

Algunos astrofísicos determinan la expansión del universo fijándose en objetos relativamente cercanos a la Tierra y observando a qué velocidad se alejan de nuestro planeta, lo que se llama escala de distancias cósmicas. Con ella han deducido que el universo se expande a una velocidad de 73 kilómetros por segundo por millón de parsecs (km/s/Mpc). Otros utilizan las observaciones del fondo cósmico de microondas —la luz residual del petardazo del Big Bang— y obtienen una velocidad de unos 67 km/s/Mpc.

Unas mediciones condicionadas por Laniakea

El sistema solar se encuentra dentro de un cúmulo de galaxias conocido como el supercúmulo de Laniakea, un conjunto de más de 100.000 galaxias que tiene un diámetro de más de 520 millones de años luz. Esta enorme estructura ejerce un empuje gravitacional en nuestra Vía Láctea que podría alterar nuestras observaciones de la expansión del universo.

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Ahora un equipo internacional de investigadores ha realizado un estudio para calcular la desviación que se produce desde nuestro punto de vista y sus resultados son peores de lo que imaginaban.

El equipo descubrió que cuando no tenemos en cuenta la influencia gravitatoria del supercúmulo de Laniakea, la desviación de la tensión de Hubble es menor de lo que se pensaba. De hecho, según los resultados presentados en el estudio, todavía pendiente de publicación, la tensión es entre un 2% y un 3% mayor de lo estimado.

Las grandes borrascas planetarias

Esta distorsión en la medición de la expansión del universo provocada por nuestro punto de vista también ha sido objeto de estudio por parte de un equipo de investigadores de la Universidad Complutense de Madrid. Los científicos españoles creen que este efecto se puede deber en concreto a una distorsión geométrica.

“La expansión del universo no es como la observada en el fondo cósmico de microondas". asegura Robert Monjo, profesor del departamento de Álgebra, Geometría y Topología de la Universidad Complutense de Madrid y autor principal de estas publicaciones. "Las galaxias se comportan como las grandes borrascas planetarias, que se ven impulsadas en gran parte por la aceleración ficticia que aparece cuando cambiamos de sistema de referencia".

El investigador afirma que esas borrascas que nosotros observamos desde el planeta Tierra parecen estar dominadas por una aceleración conocida como Coriolis, que en realidad es un efecto producido por el cambio del punto de vista del observador.

“Desde el espacio exterior, las borrascas presentan un movimiento más rectilíneo, que parece curvado cuando lo observamos desde un planeta en rotación” asegura Monjo. “Algo similar ocurriría con un observador en un universo con expansión lineal, que ve distorsionadas las imágenes que le llegan, siendo éstas similares a la de un espacio acelerándose si tomamos el observador como referencia fija, es decir, como un punto estático de medición”.

Si se confirma que el movimiento de las galaxias es como afirman los investigadores —y la energía y materia oscura se quedan fuera de la ecuación de la expansión del cosmos, como explican en otro estudio—, el modelo estándar del universo debería refundarse casi desde cero, asegura Monjo. Los cálculos realizados por el equipo apuntan a que la relatividad general de Albert Einstein sería válida sólo a escala local (por ejemplo, el sistema solar y gran parte de regiones de las galaxias), aunque no sería correcto aplicar esas mismas leyes a nivel cosmológico.