Columna de Astronomía | ¿Cuál es la edad del universo?

Uno de los grandes triunfos de la astrofísica moderna es la determinación de los llamados parámetros fundamentales del universo, un grupo de números que nos indican sus propiedades básicas tales como su edad, geometría, tamaño, entre otros. Uno de estos parámetros es la constante de Hubble. Proviene del descubrimiento, hace casi cien años, de que las galaxias cuanto más lejanas, más rápido se alejan de nosotros y, por lo tanto, que el universo está en expansión. La tasa de aumento de esta rapidez es la constante de Hubble –y su inverso, con un factor geométrico multiplicativo– nos dice cuál es la edad, y por lo tanto el tamaño, del universo observable. Es por esto que determinar su valor se ha convertido para los astrónomos en una obsesión por casi un siglo.

Afortunadamente hay varias formas de medir la constante de Hubble, las que nos permiten comprobar su valor y, así, medirlo con una gran precisión. El mismo Edwin Hubble fue el primero en intentar medirlo, pero su resultado indicaba que la edad del universo era de sólo unos dos mil millones de años, mucho más joven que las estimaciones de la edad de la Tierra existentes incluso en esa época. ¡Claramente era un dilema! Ahora sabemos que esto fue causado por un problema en la calibración de las luminosidades de las estrellas utilizadas por Hubble y que el universo en realidad es unas 7 veces más viejo y más grande. Actualmente, conocemos la constante de Hubble con una impresionante precisión de un 2.4%.

Sin embargo, también podemos calcular el valor de esta constante a través de las fluctuaciones que dejó la formación de las primeras estructuras del universo en el campo energético remanente del Big Bang. Esta es una medición indirecta y requiere de observaciones muy precisas con telescopios espaciales como el Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) de la NASA y la misión Planck de la agencia europea ESA. Calcular la edad del universo de esta manera requiere asumir que el modelo del Big Bang, con materia y energía oscura incluidas, es correcto.

Si bien durante mucho tiempo ambas mediciones fueron consistentes dentro de sus incertezas, desde hace unos cuatro años estos valores comenzaron a desviarse. Con el tiempo esta diferencia se ha hecho más significativa hasta el punto que ahora preocupa a muchos astrónomos.

Hay varias alternativas para explicar esta discrepancia. La más aburrida es que simplemente se trata de una fluctuación estadística y que nuevas mediciones van a restaurar la armonía entre estas dos mediciones. Sin embargo, esto se ha hecho cada vez más improbable. Entonces, ¿es posible que alguna de las mediciones tenga un error más grande que el que creemos? Si es la medición directa, esto nos diría que todavía no entendemos la evolución estelar del todo. Si es la segunda, significa que nuestro modelo del universo es incompleto y que debemos incorporar nueva física, una completamente desconocida. Por ahora no sabemos cuál es la alternativa correcta, por lo que debemos seguir este problema con mucha atención.

Esta situación me recuerda a la frase del gran físico Lord Kelvin cuando dijo, alrededor del 1900, que todo estaba esencialmente ya explicado excepto por dos "pequeños" problemas; uno de ellos dio origen a la relatividad y el segundo a la mecánica cuántica. Quizás este es el nuevo "pequeño" problema que nos lleve a la próxima revolución en nuestra comprensión del universo.