- Un estudio reciente plantea que la velocidad de expansión del universo ya no se está acelerando y que incluso habría entrado en una fase de desaceleración
- Al corregir el hecho de que el brillo de las supernovas de tipo Ia está afectado por un sesgo de edad estelar (age-bias), los datos dejan de coincidir con el modelo cosmológico ΛCDM tradicional
- Los datos corregidos encajan mejor con un modelo de energía oscura variable en el tiempo y también muestran consistencia con los datos de BAO (oscilaciones acústicas bariónicas) y CMB (fondo cósmico de microondas)
- Este análisis sugiere que la intensidad y la naturaleza de la energía oscura se debilitan y cambian con el tiempo, y que el universo actual ya estaría en un estado de expansión desacelerada
- Si estos resultados se confirman, podrían considerarse un cambio de paradigma cosmológico 27 años después del descubrimiento de la energía oscura
Resumen del estudio
- Un nuevo estudio plantea la posibilidad de que la expansión del universo haya entrado en un estado de desaceleración en lugar de aceleración
- Hasta ahora se creía que la energía oscura empujaba a las galaxias cada vez más rápido
- Estos resultados ponen en duda esa hipótesis
- El estudio fue publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
- El equipo de investigación, liderado por el profesor Lee Youngwook de la Universidad Yonsei, analizó la posibilidad de cambios temporales en la energía oscura
Corrección del sesgo de edad en los datos de supernovas
- El equipo observó que las supernovas de tipo Ia, usadas como “velas estándar”, cambian de brillo según la edad de su estrella progenitora
- Las supernovas de poblaciones estelares jóvenes aparecen más tenues, mientras que las de poblaciones más antiguas se observan más brillantes
- Tras analizar una gran muestra de 300 galaxias, confirmaron que este efecto es estadísticamente significativo con un nivel de confianza del 99.999%
- Al corregir este sesgo, los datos de supernovas dejaron de ser consistentes con el modelo ΛCDM (con constante cosmológica)
- En cambio, se ajustan mejor a un modelo de energía oscura variable en el tiempo derivado de datos de BAO+CMB
Un nuevo modelo de expansión del universo
- Al combinar los datos corregidos de supernovas con los resultados de BAO y CMB, el modelo estándar ΛCDM queda fuertemente descartado
- El análisis combinado indica que el universo se encuentra actualmente en un estado de expansión desacelerada, no acelerada
- A diferencia de la conclusión previa del proyecto DESI (aceleración en el presente y desaceleración en el futuro), los investigadores explican que la fase de desaceleración ya habría comenzado
- Esto también coincide de forma independiente con el análisis de BAO por sí solo y con el análisis BAO+CMB
Verificación adicional y próximos pasos
- El equipo está realizando una “prueba libre de evolución (evolution-free test)” para validar los resultados
- Comparan supernovas a lo largo de todo el rango de corrimiento al rojo usando únicamente galaxias jóvenes de la misma edad
- Los resultados iniciales respaldan la conclusión principal
- Se espera que el Vera C. Rubin Observatory descubra más de 20 mil galaxias anfitrionas de supernovas durante los próximos cinco años
- Esto permitiría mediciones de edad mucho más precisas y una mejor validación de la cosmología basada en supernovas
Energía oscura y significado cosmológico
- La energía oscura representa cerca del 70% de la energía del universo, pero su naturaleza sigue siendo un misterio
- Este estudio sugiere que la energía oscura se debilita y evoluciona con el tiempo
- Si los resultados se confirman, podría ser necesario revisar de forma fundamental nuestra comprensión de la expansión del universo desde el descubrimiento de la energía oscura en 1998
- Se espera que instrumentos de observación de nueva generación como DESI y el Rubin Observatory desempeñen un papel clave para esclarecer la verdadera naturaleza de la energía oscura y el proceso de evolución del universo
3 comentarios
Comentarios de Hacker News
Leí un estudio que sugiere que podría fallar la suposición de que el proceso de estandarización del brillo de las supernovas Type Ia no cambia según la edad de la estrella
Al medir directamente la edad de las galaxias anfitrionas de las supernovas, se encontró una correlación de 5.5σ entre el brillo estandarizado y la edad
Esto introduce un sesgo sistemático según el corrimiento al rojo, y no se resuelve con la corrección de masa existente
Al corregir el sesgo por edad, se dice que los datos encajaron mejor con el modelo CDM
Enlace al paper
Aun así, reconocen el sesgo de que la muestra está cargada hacia bajo corrimiento al rojo y ciertos tipos de galaxias
Dicen que actualizarán los resultados con los datos de Rubin LSST. De verdad es una época fascinante después de décadas con el modelo LCDM como estándar
Me quedó la impresión de que las predicciones sobre materia oscura o energía oscura están demasiado cargadas de certeza en comparación con los datos
Falta esfuerzo por probar modelos nuevos, y el ambiente a veces parece desalentar los intentos de reemplazar el modelo existente
Al final estamos haciendo lo mejor posible con los datos débiles que tenemos, pero sigo pensando que aún hay mucho espacio para explorar
El punto clave es que las supernovas Type Ia se consideraban una vela estándar (standard candle) del universo, pero en realidad parecen verse muy afectadas por la edad de la estrella
Como este método es la principal herramienta para medir la distancia y la tasa de expansión del universo, si esta suposición es incorrecta sería un cambio científico enorme
Tengo mucha curiosidad por ver qué objeciones aparecerán
Paper de DESI, paper del equipo coreano
me pregunto si la “aceleración” podría ser no solo un aumento de la distancia sino también un cambio en el flujo del tiempo
Es un concepto tan autorreferencial que me deja la cabeza enredada
Me parece interesante que este estudio haya tocado justo esa duda
Resolver el problema es sencillo. Solo hay que esperar 5 mil millones de años y sabremos qué modelo es correcto
Personalmente espero que el universo se esté desacelerando. Así habrá más espacio para explorar
Ya dejé programado un recordatorio para volver a revisarlo entonces
Pasaría 5 mil millones de años rodeando estrellas con Dyson Spheres y dentro de ellas simularía todos los mundos
Si este estudio es cierto, eso volvería a hacer posible el Big Bounce (teoría oscilatoria del universo)
El universo podría ser un sistema que repite eternamente expansión y contracción
el profesor Carlos Frenk de la Universidad de Durham lo evaluó como “muy provocador e interesante, pero podría estar equivocado”
Es decir, es un resultado que no se puede ignorar
No hay suficiente materia en el universo para que vuelva a contraerse, y seguirá expandiéndose mientras se desacelera para siempre
Este estudio es el primer intento de verificar realmente esa suposición
Solo podemos observar dentro de una esfera de radio aproximado de 46.5 mil millones de años luz, y lo que está fuera de ella es desconocido
Si se reemplaza una constante cosmológica fija por un modelo de energía oscura que cambia con el tiempo,
harían falta parámetros adicionales para explicar esa evolución, y me pregunto si eso no introduce riesgo de overfitting
Tengo la duda de si la mejora en el ajuste a los datos no se debe simplemente al sobreajuste
Pienso que el universo podría tener una estructura que se expande y se contrae como un cuerpo elástico
La existencia es un concepto imposible de negar, y si uno lo mira desde el multiverso, la teoría de conjuntos o leyes evolutivas basadas en interacciones,
todo está compuesto de datos que interactúan entre sí
Al final, la distancia quizá no sea más que una medida de posibilidad. Es una idea algo metafísica
El universo entero siempre es una sola existencia completa, y lo infinitamente pequeño y lo infinitamente grande se penetran mutuamente en una relación tipo yin-yang
existe por definición, ¿no?
Es decir, el argumento de la inevitabilidad de la existencia tendría que estar formulado con más rigor
Si miras la gráfica de la Figura 3,
si tapas la parte posterior al “presente”, parece tener forma de onda sinusoidal. Como una resonancia cósmica
Casi parece como si alguien hubiera creado el sistema solar y luego bajado la velocidad de expansión
No soy científico, pero siempre pensé que la Cosmic Distance Ladder (escalera de distancias cósmicas)
podía ser imprecisa por la suposición de que el brillo de las velas estándar es constante
La medición directa del CMB (fondo cósmico de microondas) me parece más simple y con menos margen de error
Artículo de Wikipedia
Pero las mediciones del CMB tampoco significan mucho sin una interpretación basada en modelos
Si el modelo no incluye materia oscura o energía oscura, la interpretación del CMB cambia por completo
Esa información puede estimarse a partir de la curva de luz
Enlace de referencia
Métodos distintos deberían dar el mismo resultado, y si no ocurre así, es señal de que se nos está escapando algo
Tanto los datos corregidos de supernovas como los resultados de BAO+CMB sugieren que la energía oscura se ha debilitado con el tiempo
Los investigadores afirman que el modelo estándar ΛCDM queda descartado estadísticamente
Pero no dicen que la energía oscura sea completamente innecesaria. Me intriga por qué
Hasta ahora, todas las observaciones apuntaban a la misma cantidad de energía oscura
Este estudio, en cambio, sugiere que las supernovas indican una energía oscura cercana a cero
Entonces la energía oscura podría ser algo dinámico: fuerte al principio y casi desaparecida ahora
Irónicamente, las supernovas fueron la primera evidencia de la energía oscura,
y esta vez podría resultar que eso fue una simple coincidencia
Me confundió que el artículo no tuviera fecha. Recuerdo haber visto este año otro titular parecido
Quisiera saber si esto es un resultado nuevo
Este estudio respalda esa dirección con más fuerza
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No entiendo por qué esconden así una información importante
Últimamente he visto muchas historias sobre el universo en YouTube, a través de cosas como "Ciencia al detalle" y "La revista de Lee Kang-min".
Quizá por eso me hizo volver a mirarlo una vez más. Jaja. Mientras leía sobre ΛCDM, pensaba: "¡Ah, esto me suena!", y se me hizo fascinante.
De verdad me sorprende la amplitud de intereses de la comunidad de Hacker News, donde hasta en un texto así se acumulan muchísimos comentarios.
De hecho, hace poco en el canal BODA invitaron directamente al profesor Lee Young-wook de la Universidad Yonsei, quien realizó esta investigación, y escucharon una explicación sobre ese artículo.
La frase: "Creo que esto es una especie de paso intermedio hacia un descubrimiento más grande" me pareció muy impactante.
https://www.youtube.com/watch?v=3FK_9wdUnVo