Astrónomos de todas partes del mundo se han reunido en Durham, Inglaterra, para debatir una novedosa propuesta que podría explicar la discrepancia entre las diferentes lecturas de la velocidad de expansión del universo: ¿y si la Vía Láctea, incluida la Tierra, se encuentra dentro de una enorme burbuja de vacío que distorsiona la visión que tenemos del cosmos?
El modelo parte de la idea de que, aunque el universo a gran escala es uniforme en todas direcciones, existen regiones con densidades muy distintas. Las zonas menos densas funcionan como burbujas, como aquellos espacios vacíos que quedan en un pan tras hornearlo, cuando las burbujas de aire se expanden. En el universo, dichas burbujas tienen menos materia en comparación a otras zonas, mientras que alrededor de ellas se acumula lo que debería estar dentro. Las galaxias dentro de la burbuja de baja densidad se alejan entre sí más rápido de lo que deberían porque están siendo atraídas gravitacionalmente por la masa extra de los bordes, como si tuvieran un impulso.
La «Tensión de Hubble» y el Vacío Local
Hay algunos astrónomos que creen que ese hipotético escenario está ocurriendo alrededor de nosotros. Ello explicaría por qué, cuando se observa el universo en escalas grandes, se encuentra que se expande a un ritmo de unos 242,000 kilómetros por hora por megaparsec (un megaparsec es un valor aproximado a 3.26 millones de años luz), según observaciones del fondo cósmico de microondas. En cambio, las mediciones basadas en objetos cercanos, como supernovas o cefeidas, dan un valor de alrededor de 263,000 kilómetros por hora por megaparsec. Esta discrepancia aún no se ha resuelto por completo y es conocida como la tensión de Hubble.
Para que el modelo del vacío local encaje con las observaciones, sería necesario que el sistema solar esté próximo al centro de una burbuja de radio aproximado de mil millones de años luz, con una densidad de materia un 20% inferior al promedio cósmico.
«Una posible solución a esta inconsistencia (la tensión de Hubble) es que nuestra galaxia está cerca del centro de un gran vacío local. La materia está siendo arrastrada por la gravedad hacia el exterior de mayor densidad del vacío (fuera de la burbuja), lo que llevaría a que el vacío se volviera más vacío con el tiempo”, comentó el doctor Indranil Banik, de la Universidad de Portsmouth, coautor del artículo original publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en noviembre de 2023.
«A medida que la burbuja se vacía, la velocidad de los objetos que se alejan de nosotros sería mayor que si el vacío no estuviera allí. Por lo tanto, esto da la apariencia de una tasa de expansión local más rápida. Una solución local como un vacío local es una forma prometedora de resolver el problema», agregó.
Una Propuesta Controversial y Nuevas Evidencias
El trabajo de Banik y su equipo se basa en dos décadas de mediciones de las oscilaciones acústicas de bariones (BAO). Las BAO son «huellas» o “marcas” de distribución galáctica dejadas por ondas de presión en el universo primigenio. No se ven a simple vista, sino que son patrones estadísticos que aparecen cuando se mapean las galaxias. Los cosmólogos sugieren pensar en ellas como gigantescos y sutiles centros rodeados por esferas concéntricas conformadas por incontables galaxias, producto de fenómenos físicos primigenios.
«Al considerar todas las mediciones de BAO disponibles en los últimos 20 años, demostramos que un modelo de vacío es aproximadamente 100 millones de veces más probable que un modelo sin vacío con parámetros diseñados para adaptarse a las observaciones del CMB tomadas por el satélite Planck”, contó Banik.
El escenario de la burbuja es controversial porque no encaja con el actual modelo estándar de la cosmología. En particular, contradice el principio de homogeneidad, que dice que la densidad promedio de la materia es la misma en todas las regiones. Las burbujas “vacías” resultan demasiado grandes como para ser ignoradas.
Los científicos a cargo dicen que su modelo y los respectivos cálculos predicen con gran precisión la existencia de estas burbujas en donde la Tierra podría encontrarse. Los astrónomos que acudieron a la reunión nacional de astronomía de la Real Sociedad Astronómica debatirán las implicaciones del caso.
