Els astrofísics suggereixen la possibilitat d'un crac en el model estàndard

Diferencies en el valor de la constant de Hubble entre l'univers primigeni (dreta) i tardà (esquerra). Image: NASA/JPL-Caltech/ESA/and the Planck Collaboration
Diferencies en el valor de la constant de Hubble entre l'univers primigeni (dreta) i tardà (esquerra). Image: NASA/JPL-Caltech/ESA/and the Planck Collaboration
Recerca
(25/10/2019)

El model estàndard trontolla, segons els astrofísics. Com que la precisió dels resultats observacionals de lʼUnivers primigeni i tardà ha augmentat, els experts pensen que caldria una nova física per adaptar-se a aquestes noves dades. Aquesta és la conclusió principal dʼun estudi publicat a Nature Astronomy que signen investigadors de la Universitat de Barcelona, la Universitat de Califòrnia (Estats Units) i la Universitat Johns Hopkins (Maryland, Estats Units).

Diferencies en el valor de la constant de Hubble entre l'univers primigeni (dreta) i tardà (esquerra). Image: NASA/JPL-Caltech/ESA/and the Planck Collaboration
Diferencies en el valor de la constant de Hubble entre l'univers primigeni (dreta) i tardà (esquerra). Image: NASA/JPL-Caltech/ESA/and the Planck Collaboration
Recerca
25/10/2019

El model estàndard trontolla, segons els astrofísics. Com que la precisió dels resultats observacionals de lʼUnivers primigeni i tardà ha augmentat, els experts pensen que caldria una nova física per adaptar-se a aquestes noves dades. Aquesta és la conclusió principal dʼun estudi publicat a Nature Astronomy que signen investigadors de la Universitat de Barcelona, la Universitat de Califòrnia (Estats Units) i la Universitat Johns Hopkins (Maryland, Estats Units).

El model estàndard de cosmologia descriu un gran nombre dʼobservacions de diversos períodes de lʼUnivers, des de la nucleosíntesi primordial fins a lʼactual acceleració de lʼUnivers. Això no obstant, en lʼactualitat els paràmetres cosmològics dʼaquest model sʼestan determinant amb una precisió sense precedents, i no es pot garantir que el mateix model pugui continuar adaptant-se a observacions més precises dels diversos períodes còsmics. 

«A mesura que la precisió augmenta, cal preguntar-se si apareixeran fissures en el model estàndard», remarca Licia Verde, investigadora ICREA a lʼInstitut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB). «Si les discrepàncies persisteixen a mesura que avancen les observacions en temps cosmològics inicials i tardans, caldrà un model estàndard més ampli, i això podria conduir al descobriment dʼuna nova física», afegeix Verde. 

Hi ha constància de lʼaugment dʼaquestes discrepàncies, sobretot en el valor de la constant de Hubble. En una trobada científica al juliol, es van presentar els diversos resultats observacionals dʼaquest paràmetre obtinguts mitjançant diferents tècniques: estrelles variables cefeides, retards en el temps gravitacional, la punta de la branca gegant vermella, megamàsers, estrelles variables Mira riques en oxigen, i fluctuacions de llum superficial (SBF), les quals suposen una sèrie de sis noves dades obtingudes en els darrers mesos. En lʼarticle que publica Nature Astronomy, els astrofísics presenten un resum dʼaquestes dades per demostrar que, combinant tres enfocaments independents per mesurar la constant de Hubble (H0), a lʼUnivers tardà —quan el cosmos era la meitat del que és ara—, apareixen diferències substancials respecte als valors de lʼUnivers primerenc (entre 4,0 σ i 5,8 σ) —quan era 1.100 cops més petit del que és ara, és a dir, abans de la recombinació de matèria i després de la radiació còsmica de fons.

«Aquesta controvèrsia va començar lʼany 2013, però gairebé ningú en va fer cas. Ara estem en aquesta diferència “màgica” de 5 σ, i és ara quan han saltat totes les alarmes. Dʼaltra banda, això mostra que les discrepàncies no depenen de lʼús de cap mètode, equip o font. Per tant, lʼopció més plausible serien les idees teòriques que expliquen la discrepància centrant-se en una nova física en la dècada cosmològica de lʼexpansió, anterior a la recombinació», conclou Licia Verde.

Referència de lʼarticle:
L. Verde, T. Treu, A. G. Riess. «Tensions between the Early and the Late Universe». Nature Astronomy, setembre del 2019. Doi: 10.1038/s41550-019-0902-0