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

El model cosmològic estàndard trontolla, segons els astrofísics. Com que la precisió dels resultats observacionals de l’Univers 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 d’un 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 d’observacions de diversos períodes de l’Univers, des de la nucleosíntesi primordial fins a l’actual acceleració de l’Univers. Això no obstant, en l’actualitat els paràmetres cosmològics d’aquest model s’estan 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 l’Institut 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 d’una nova física», afegeix Verde. 

Hi ha constància de l’augment d’aquestes discrepàncies, sobretot en el valor de la constant de Hubble. En una trobada científica al juliol, es van presentar els diversos resultats observacionals d’aquest 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 l’article que publica Nature Astronomy, els astrofísics presenten un resum d’aquestes dades per demostrar que, combinant tres enfocaments independents per mesurar la constant de Hubble (H0), a l’Univers tardà —quan el cosmos era la meitat del que és ara—, apareixen diferències substancials respecte als valors de l’Univers 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 l’any 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. D’altra banda, això mostra que les discrepàncies no depenen de l’ús de cap mètode, equip o font. Per tant, l’opció més plausible serien les idees teòriques que expliquen la discrepància centrant-se en una nova física en la dècada cosmològica de l’expansió, anterior a la recombinació», conclou Licia Verde.

Referència de l’article:
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