Cronología del universo
Fig. 3Izquierda: La probabilidad del perfil para el análisis FLRW de 10 parámetros (3), utilizando las correcciones de color c y estiramiento \(x_1\) del JLA [11] -ver Tabla 2. Derecha: Lo mismo para el análisis cosmográfico (6)-ver Tabla 3Imagen a tamaño completo
donde z puede ser el corrimiento al rojo heliocéntrico medido, aumentado al marco del CMB, o aumentado al marco del CMB con otras ‘correcciones’ de PV aplicadas.Rehacemos el análisis MLE [12] de cuatro maneras diferentes y presentamos los resultados en las Figs. 3 y 4, y en las Tablas 2 y 3, respectivamente-tanto para el modelo estándar \(\varLambda \)CDM (3) como para la expansión cosmográfica de Taylor (6). Para cada caso mostramos también la calidad del ajuste cuando \(q_0\) se mantiene en cero (“No accn.”).
Eur. Phys. J. Spec. Top. 230, 2067-2076 (2021). https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-021-00199-6Download citationShare this articleAnyone you share the following link with will be able to read this content:Get shareable linkSorry, a shareable link is not currently available for this article.Copy to clipboard
¿Es la expansión del universo más rápida que la luz
El Premio Nobel de Física 2011 se ha concedido hoy a Saul Perlmutter, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, Brian Schmidt, del Laboratorio Nacional de Australia, y Adam Reiss, de la Universidad Johns Hopkins, por su descubrimiento de la expansión acelerada del universo.
“En un universo dominado por la materia, cabría esperar que la gravedad acabara por frenar la expansión, dijo esta mañana Olga Botner, de la Real Academia Sueca, en el acto de anuncio en Estocolmo. “Imaginen entonces el total asombro cuando dos grupos de científicos encabezados por los premios Nobel de este año descubrieron en 1998 que la expansión no se estaba ralentizando, sino que se estaba acelerando”.
“Al comparar el brillo de las supernovas lejanas y distantes con el de las supernovas cercanas”, continuó Botner, “los científicos descubrieron que las supernovas lejanas eran un 25% demasiado débiles. Estaban demasiado lejos. El universo se estaba acelerando. Así que este descubrimiento es fundamental y un hito para la cosmología. Y un reto para las generaciones de científicos venideras”.
Ritmo de expansión del universo
Un reciente análisis de los datos de la supernova Ia (SN Ia) afirma una evidencia “marginal” (~ 3σ) de una aceleración cósmica. Este resultado se ha complementado con una cosmología Rh = ct no acelerada, que se presentó como una alternativa válida al modelo ΛCDM. En este trabajo utilizamos el mismo análisis para mostrar que realmente se encuentra evidencia no marginal de aceleración. Comparamos los modelos estándar de Friedmann con la cosmología Rh = ct complementando los datos de SN Ia con oscilaciones acústicas de bariones, estallidos de rayos gamma y conjuntos de datos observacionales de Hubble. También estudiamos el modelo de ley de potencia, que es una generalización funcional de Rh = ct. Encontramos que la evidencia de la aceleración tardía no puede ser refutada con un nivel de confianza de 4,56σ a partir de los datos de SN Ia solamente, y con un nivel de confianza aún mayor (5,38σ) a partir de nuestro análisis conjunto. Además, el modelo no acelerado Rh = ct no se puede comparar estadísticamente con el ΛCDM, teniendo un Δ(AIC) ~ 30.
La primera evidencia de una expansión acelerada del Universo se obtuvo utilizando las observaciones de la supernova Ia (SN Ia) en Riess et al. (1998) y Perlmutter et al. (1999), que se ha confirmado además con los datos más recientes de supernovas (Betoule et al. 2014). Otros datos de bajo corrimiento al rojo, como el parámetro observacional de Hubble (OHD, Jiménez y Loeb 2002), y las oscilaciones acústicas de bariones (BAO, Eisenstein et al. 2005) también apoyan un Universo en aceleración. Como observación independiente, la radiación del fondo cósmico de microondas (CMB) ha concordado excelentemente con estos resultados y ha proporcionado las restricciones más estrictas a los modelos cosmológicos (Ade et al. 2016). Estas observaciones han establecido el ΛCDM como el modelo de concordancia de la cosmología, y la aceleración tardía ha sido un fenómeno ampliamente aceptado.
Cómo se expande el universo
A principios de la década de 1990, una cosa era bastante segura sobre la expansión del universo. Podía tener suficiente densidad de energía para detener su expansión y volver a colapsar, podía tener tan poca densidad de energía que nunca dejaría de expandirse, pero era seguro que la gravedad ralentizaría la expansión con el paso del tiempo. Es cierto que no se ha observado esa ralentización, pero, en teoría, el universo tenía que ralentizarse. El universo está lleno de materia y la fuerza de atracción de la gravedad atrae a toda la materia. Entonces llegó 1998 y las observaciones del telescopio espacial Hubble (HST) de supernovas muy lejanas que mostraron que, hace mucho tiempo, el universo se expandía realmente más despacio que hoy. Así que la expansión del universo no se ha ralentizado debido a la gravedad, como todo el mundo pensaba, sino que se ha acelerado. Nadie esperaba esto, nadie sabía cómo explicarlo. Pero algo lo estaba causando.
Al final, los teóricos propusieron tres tipos de explicaciones. Tal vez era el resultado de una versión de la teoría de la gravedad de Einstein, descartada hace tiempo, que contenía lo que se llamó una “constante cosmológica”. Tal vez había algún tipo extraño de energía-fluido que llenaba el espacio. Tal vez haya algo que no funciona en la teoría de la gravedad de Einstein y una nueva teoría podría incluir algún tipo de campo que crea esta aceleración cósmica. Los teóricos aún no saben cuál es la explicación correcta, pero han dado un nombre a la solución. Se llama energía oscura.