Ajustar la edad del Universo
Dos primeros espadas de la astronomía acercan sus últimos resultados
Dos equipos científicos e incluyen en sus filas primeros espadas de astronomía internacional quieren cerrar antes de fin de siglo un problema que arrastra la cosmología desde hace 50 años: ¿Qué edad tiene el Universo? Ambos presentan esta semana sus mejores resultados, con el telescopio espacial Hubble y aunque cada grupo mantiene aún estimaciones diferentes, se van acercando. El equipo que dirige Wendy Freedman sostiene que el Universo tiene unos 10.000 millones de años, mientras que sus contrincantes, dirigidos por el célebre Allan Sandage, insisten en que ronda los 15.000 millones de años. Su objetivo es determinar cómo es de viejo el cosmos con un error máximo del 10% (antes era del 50%).Una de las grandes cifras menos exactas de la ciencia es la edad del cosmos, que hasta hace poco vagaba entre los 10.000 millones de años y el doble, es decir, 20.000. Si la ancianidad (el valor superior) parecía cada vez menos probable por las observaciones realizadas, la juventud (10.000 millones o menos) pone las cosas muy difíciles a los astrofísicos que saben, con otros datos en la mano, que hay estrellas más viejas, con 15.000 millones de años. Es lo que se ha llamado la crisis de edad del Universo en la última, versión de esta controversia que, se arrastra desde que, en los años veinte de este siglo, Edwin Hubble descubriera que las galaxias están alejándose unas de otras y que su velocidad de recesión es mayor cuanto más alejadas están de la Tierra.
El problema de todo esto es cómo medir con precisión grandes distancias en el Universo para, conociendo la velocidad de recesión a que se alejan las galaxias, precisar la tasa de expansión y calcular cuánto tiempo ha trascurrido desde la gran explosión inicial, el Big Bang.
El equipo de Freedman, formado por más de 20 astrónomos, ha presentado en la reunión del Instituto Científico del Telescopio Espacial (Baltimore, EE UU) sus últimos cálculos de la constante de Hubble (que relaciona velocidad de recesión y distancia) basados en observaciones de galaxias del cúmulo de Virgo y estima que el Universo tiene entre 9.000 y 12.000 millones de años y entre 11.000 y 14.000 millones: "Nosotros tenemos cinco vías diferentes de medir la constante de Hubble con el telescopio espacial y los resultados están entre 68 y 78 kilómetros por segundo por megaparsec", ha explicado Freedman en Baltimore.
Hace dos meses, el otro equipo, el liderado por Sandage, anunció que sus más recientes cálculos indicaban una tasa de expansión más baja: 57 kilómetros por segundo por megaparsec, con lo que el Universo tendría unos 15.000 millones de años.
Las estimaciones de ambos grupos van aproximándose, explicaba hace poco a EL PAÍS el italiano Duccio Macchetto, del equipo de Sandage. En su opinión la edad del Universo quedará fijada en torno a los 12.000 o 15.000 millones de años cuando terminen estas observaciones.
Cefeidas
El equipo de Freedman ha calculado la distancia a una docena de galaxias del cúmulo de Virgo, situado a unos 60 millones de años luz, utilizando el método de las cefeidas, un tipo de estrellas cuya luminosidad intrínseca está asociada a su variabilidad y que permiten determinar a qué distancia se encuentran, igual que se puede inferir a qué distancia está una bombilla si se sabe de cuántos vatios es.
Además, este equipo ha presentado en Baltimore los primeros datos para otro cúmulo de galaxias, el de Fornax, situado a la misma distancia que el de Virgo, lo que permite hacer cálculos independientes.
Los resultados anteriores derivados del cúmulo de Virgo habían sido cuestionados porque ese grupo de galaxias es tan grande que las distancias entre ellas mismas podían alterar los resultados de las observaciones, mientras que el cúmulo de Fornax es compacto.
Este equipo emplea varios métodos de medir distancias, mientras que el otro se ha centrado ahora en uno de ellos: las explosiones de estrellas supernovas de tipo la. Sandage mantiene que las estrellas son "bombas estándar" que al explotar alcanzan exactamente la misma luminosidad intrínseca, por lo que deben servir igual que las cefeidas para medir distancias pero mil veces más lejos en el Universo profundo.
Si el desacuerdo sobre la tasa de expansión del universo estaba en un factor dos, las estimaciones de los dos grupos que intentan determinarla con el Hubble difieren ya únicamente en un 25%.
La medida del cosmos
Algunos hitos en los métodos de medir el Universo:
1900 / 1910. Henrietta Leavitt descubre que un tipo concreto de estrellas denominadas variables cefeidas indican su brillo intrínseco. Este descubrimiento permitió medir distancias a las galaxias con cefeidas.
1910 / 1920. Albert Einstein desarrolla su Teoría General de la Relatividad (1917) que plantea la posibilidad de que el cosmos esté expandiéndose.
1920 / 1930. Edwin Hubble descubre que muchas nebulosas que se ven en el cielo son galaxias y que cuanto más alejada de la Tierra está una galaxia, a mayor velocidad aparentemente se aleja. Esta relación entre distancia y velocidad es la Constante ele Hubble.
1930 / 1950. Las observaciones de Hubble llevan a un grupo de físicos teóricos a pensar que en algún momento inicial toda la materia del cosmos estaría concentrada, a altísima temperatura y densidad, y que explotaría iniciandose la expansión.
1950 / 1960. Se constatan errores en la escala de distancias elaborada hasta entonces por errores en la escala de luminosidad de las estrellas.
1960 / 1970. Se descubre, en 1964, la radiación de fondo del universo predicha por los teóricos, confirmando la validez de la teoría del Big Bang. Las mediciones de los elementos ligeros (hidrógeno y helio, sobre todo) del universo se ajustan perfectamente a los cálculos.
1970 / 1980. Allan Sandage, alumno de Hubble, descubre que algunas estrellas utilizadas por su maestro para estimar distancias en el universo no son tan brillantes como se creía. Para distinguir estrellas cefeidas en galaxias lejanas y poder establecer un valor más preciso de la constante de Hubble y, por tanto, de la edad del universo, Se lanza el proyecto del telescopio espacial de la NASA y la ESA.
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