H0LiCOW y SH0ES elevan la tensión de la constante de Hubble a 5.3 sigmas

La última estimación del valor actual de la constante de Hubble obtenida por H0LiCOW usando lentes gravitacionales es 73.3 ± 1.8 km/s/Mpc. Este valor está a 3.1 sigmas del valor cosmológico 67.4  ± 0.5 km/s/Mpc estimado por Planck (ESA). Combinada con la estimación basada en la escalera de distancias obtenida por SH0ES se obtiene un valor de 73.8 ± 1.1 km/s/Mpc, que está a 5.3 sigmas del valor cosmológico. Esta discrepancia entre las medidas locales (z < 2) y las medidas cosmológicas (z ~ 1100) aún no tiene explicación. Para los más optimistas apunta a física más allá del modelo cosmológico de consenso ΛCDM. Para los más pesimistas (y para el autor de este blog) apunta a errores sistemáticos. Saldremos de dudas en los próximos años.

La nueva estimación de H0LiCOW se basa en la estimación de la distancia a seis cuásares que observamos a través de lentes gravitacionales. Se estima la distancia usando el retraso relativo entre las múltiples imágenes de dichos cuásares que observamos; si la imagen del cuásar cambia con el tiempo, dicho cambio se observará en las múltiples imágenes lensadas, pero con un retraso que depende de la distancia óptica recorrida en cada imagen, que depende del ángulo relativo entre el cuásar y la lente gravitacional. Las primeras medidas de H0LiCOW mostraban un valor compatible con la estimación cosmológica de la constante de Hubble. Sin embargo, estos últimos resultados, que se han analizado con un método ciego (para cinco de los cuásares) y más preciso que el original, son compatibles con la estimación basada en la escalera de distancias.

El nuevo artículo es Kenneth C. Wong, Sherry H. Suyu, …, Georges Meylan, «H0LiCOW XIII. A 2.4% measurement of H0 from lensed quasars: 5.3σ tension between early and late-Universe probes,» MNRAS (submitted), arXiv:1907.04869 [astro-ph.CO]. Por cierto, el análisis detallado de cada fuente se ha publicado de forma independiente: WFI2033-4723 (H0LiCOW XII, arXiv:1905.09338 [astro-ph.CO], 22 May 2019), y H0LiCOW XI, arXiv:1905.08800 [astro-ph.GA], 21 May 2019), SDSS 1206+4332 (H0LiCOW IX, arXiv:1809.01274 [astro-ph.CO], 05 Sep 2018), HE0435−1223 (H0LiCOW VIII, arXiv:1711.08804 [astro-ph.CO], 23 Nov 2017), etc.

Esta figura muestra las seis lentes gravitacionales estudiadas (B1608+656, RXJ1131−1231, HE 0435−1223, SDSS 1206+4332, WFI2033−4723, y PG 1115+080). En la tabla central se muestran sus parámetros más relevantes, incluyendo su distancia estimada y la de la lente (desplazamiento al rojo z). Y en la tabla inferior se muestra el retraso estimado, que se usa para la estimación de la constante de Hubble (así como los artículos donde se ha publicado el análisis detallado de cada cuásar). Los análisis de cinco de las fuentes han sido ciegos (blind analysis), la novedad de esta última estimación respecto a las publicadas en ocasiones previas (LCMF, 09 feb 2017). Un punto importante es el test de coherencia, en el que se ha comparado el valor estimado para el retraso de una fuente con el estimado usando las cinco restantes; en todos los casos se ha obtenido un resultado similar.

Esta figura muestra la estimación del valor actual de la constante de Hubble para cada una de las lentes gravitacionales analizadas. Se observa que dos lentes (RXJ1131−1231 y PG 1115+080) son las que sesgan el valor estimado hacia arriba (haciéndolo compatible con la estimación obtenida gracias a la escalera de distancias); la omisión de estas dos lentes conduce a un valor compatible con la estimación cosmológica. Quizás este detalle parezca de menor importancia, pero hay que tener en cuenta que una de esas lentes es la que mayor error tiene.

En resumen, la tensión (discrepancia) para la constante de Hubble entre las estimaciones cosmológicas y locales sigue candente. En mi opiníon, solo será resuelta cuando se disponga de un buen número de fusiones de estrellas de neutrones observadas con ondas gravitacionales; LIGO-Virgo están observando una por mes, luego en el año de duración del Run O3 se observarán unas diez. Gracias a ello se obtendrá una medida precisa de la constante de Hubble que aportará una fuente decisiva para resolver el misterio.



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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 20 julio, 2019
Categoría(s): ✓ Ciencia • Física • Noticias • Physics • Planck • Relatividad • Science
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