Los dos métodos principales para medir la tasa de expansión del universo, conocidos como constante de Hubble, arrojan dos valores diferentes, lo que genera un animado debate entre los científicos. La inquietud del Hubble, como se la conoce, indica que las mediciones son incorrectas o que a los científicos les falta algo importante sobre cómo funciona el universo.
Ahora, un equipo dirigido por Hsin-Yu Chen, profesor asistente de física en la Universidad de Texas en Austin, ha mejorado un método para medir la constante de Hubble que podría ayudar a resolver el tensor de Hubble. Este mes es una ilusión Publicó una descripción de su método en la revista. Cartas de revisión física.
Una tercera forma de medir la constante de Hubble es utilizar colisiones de objetos muy masivos en el espacio, como agujeros negros y/o estrellas de neutrones, como «sirenas» estándar. Estas colisiones pueden liberar ondas en el espacio-tiempo llamadas ondas gravitacionales y, a veces, también emisiones electromagnéticas, como la luz visible o las ondas de radio. Cuando los astrofísicos observan ambos efectos al mismo tiempo (lo que se denomina astronomía de múltiples mensajeros), la información que obtienen sobre la distancia y la velocidad de los objetos alejados de nosotros indica qué tan rápido está divergiendo el universo.
Pero hay arrugas. Chen señala que el método de la sirena estándar es susceptible a un sesgo de selección. En otras palabras, el conjunto de colisiones que los científicos detectan en ambos modos puede no representar la gama completa de colisiones que ocurren. Por ejemplo, algunos objetos en colisión pueden no ser lo suficientemente masivos como para ser captados por detectores de ondas gravitacionales o el ángulo en el que los científicos observan hace que sea difícil verlos con telescopios, por lo que no obtienen una muestra representativa.
Chen y sus colegas desarrollaron un método que utiliza datos de ondas gravitacionales para verificar los ángulos de visión de objetos en colisión y evaluar si el conjunto de datos que utilizan contiene este tipo de sesgo de selección. Si es así, han propuesto un enfoque estadístico para corregir esto, lo que conduciría a una estimación más precisa de la constante de Hubble.
“Sin embargo, hay muchas formas de medir la constante de Hubble [astrophysics] «A la comunidad le gusta especialmente este enfoque de utilizar ondas gravitacionales porque es simple, fácil de entender y podemos controlar los sesgos», dijo Chen.
Para probar su método, generaron 200 fusiones binarias y demostraron que usando sus correcciones, las constantes de Hubble que se estimarían en base a observaciones tanto de telescopios como de detectores de ondas gravitacionales en la Tierra estaban muy cerca del valor predeterminado de la constante de Hubble que se construyó. en su simulación. En otras palabras, su método eliminó con éxito el sesgo de selección resultante de los bloques o del ángulo de observación.
Hasta ahora, de más de cien eventos de ondas gravitacionales detectados por los principales observatorios internacionales LIGO, VIRGO y KAGRA, sólo Se ha observado una única colisión tanto con ondas gravitacionales como con emisiones electromagnéticas.. Se necesitarían otra docena de señales de múltiples mensajes para medir con precisión la constante de Hubble utilizando el método de sirena estándar mejorado. Pero el arte de la astronomía de múltiples mensajeros está mejorando rápidamente, y Chen espera que se observen suficientes eventos en la próxima década o dos para resolver finalmente el problema de la fluctuación del Hubble.
Los coautores con Chen son Colm Talbot de la Universidad de Chicago y Eve Chase del Laboratorio Nacional de Los Alamos.
Este trabajo fue posible gracias a la Fundación Nacional de Ciencias, la NASA, la beca Kavli del MIT y la beca de Inteligencia Artificial en Ciencias Eric y Wendy Schmidt.
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