El consenso actual es que el universo se ha estado expandiendo continuamente a partir de un Big Bang que ocurrió hace 13.700 millones de años. Pero un nuevo estudio innovador sugiere que nuestro universo podría tener el doble de edad, lo que desafía el modelo cosmológico dominante y al mismo tiempo reconcilia el enigmático “problema de la galaxia temprana imposible”.
¿Podría esta nueva perspectiva desentrañar algunos de los misterios que rodean la formación y evolución de nuestro cosmos?
Agujereando el modelo cosmológico establecido
Durante años, los científicos han estado intrigados por la existencia de estrellas antiguas, como Matusalén, que parecen ser anteriores a la edad calculada de nuestro universo. Además, el reciente descubrimiento de galaxias tempranas en un estado avanzado de evolución por parte del Telescopio Espacial James Webb ha planteado un rompecabezas desconcertante.
Estas galaxias, que aparecieron apenas 300 millones de años después del Big Bang, exhiben niveles de madurez y masa típicamente asociados con miles de millones de años de evolución cósmica. Curiosamente, también exhiben tamaños inesperadamente pequeños, lo que agrega otra capa de misterio a la ecuación. Según Rajendra Gupta, profesor adjunto de física en la Universidad de Ottawa, estas desconcertantes observaciones pueden explicarse por el hecho de que nuestro universo es en realidad mucho más antiguo de lo que se pensaba. El estudio de Gupta presenta un modelo novedoso que extiende el tiempo de formación de las galaxias en varios miles de millones de años, lo que explica la aparente discrepancia entre la edad observada de ciertas estrellas y la edad estimada del universo.
Luz cansada y evolución cósmica
Este modelo incorpora la teoría de la luz cansada de Fritz Zwicky, que sugiere que el corrimiento hacia el rojo observado en la luz de galaxias distantes es el resultado de una pérdida gradual de energía a lo largo de vastas distancias cósmicas. Según Zwicky, la luz simplemente se “cansa” a medida que viaja grandes distancias a través del cosmos. Esto está en marcado contraste con la teoría actualmente establecida que dice que el desplazamiento hacia el rojo observado de objetos celestes distantes, como las galaxias, se debe principalmente a su movimiento alejándose de nosotros, una consecuencia de la expansión del universo en todas las direcciones.
Sin embargo, la cansada teoría de la luz del astrónomo suizo enfrentó una gran controversia dentro de la comunidad científica. Un desafío importante fue que la luz cansada no solo causaría un desplazamiento hacia el rojo sino también una disminución significativa en la intensidad o el brillo de la luz. Los críticos argumentaron que si la luz perdiera energía en distancias cósmicas, el brillo observado de los objetos distantes sería mucho más bajo de lo que realmente se observó.
Además, la teoría de Zwicky, que se propuso por primera vez a mediados del siglo XX, estaba en conflicto con el descubrimiento de la radiación cósmica de fondo de microondas. Esta radiación es uniforme en todo el cielo y representa la energía residual del Big Bang, proporcionando una fuerte evidencia para la teoría del universo en expansión.
Aunque la teoría de Zwicky inicialmente entró en conflicto con las observaciones, Gupta propone una nueva perspectiva. Al permitir que la teoría de la luz cansada coexista con el universo en expansión, el fenómeno del desplazamiento hacia el rojo puede reinterpretarse como un fenómeno híbrido, que combina tanto la expansión como la pérdida de energía, dice Gupta. Esta nueva interpretación ofrece una explicación plausible para las primeras observaciones de galaxias.
Las constantes evolutivas del universo
Además de la teoría de la luz cansada, Gupta introduce el concepto de “constantes de acoplamiento” en evolución propuesto por el físico Paul Dirac. Las constantes de acoplamiento son constantes físicas fundamentales que gobiernan las interacciones de las partículas, y Dirac sugirió que pueden haber variado con el tiempo.
Al permitir la evolución de estas constantes, el modelo de Gupta extiende el período de tiempo para la formación de las primeras galaxias observadas por el telescopio James Webb. En lugar de unos pocos cientos de millones de años, este marco revisado permite varios miles de millones de años de evolución cósmica, lo que ofrece una explicación más satisfactoria para el desarrollo avanzado observado y la masa de estas antiguas galaxias.
El modelo de Gupta también desafía la interpretación tradicional de la “constante cosmológica”, que representa la energía oscura que impulsa la expansión acelerada del universo. En su lugar, propone una constante modificada que da cuenta de la evolución de las constantes de acoplamiento. Este ajuste en el modelo cosmológico puede ayudar a abordar el desconcertante rompecabezas de los pequeños tamaños de galaxias observados en el universo primitivo, lo que lleva a observaciones más precisas y una comprensión más profunda de la evolución cósmica. Si bien el modelo de Gupta es una desviación radical del marco cosmológico predominante, presenta un caso convincente que justifica una mayor investigación. Al unir la teoría del universo en expansión con la hipótesis de la luz cansada de Zwicky e incorporar constantes de acoplamiento en evolución, Gupta ofrece una solución intrigante a los misterios que rodean a las primeras galaxias y la edad de nuestro universo.
Los hallazgos aparecieron en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fuente: ZME Science.
