Una escalera sin peldaño superior: cefeidas contra supernovas ✛

La comunidad cosmológica lleva ya varios años inmersa en una especie de guerra civil silenciosa. Dos bandos miden la velocidad de expansión del universo y obtienen respuestas distintas. Planck, observando la radiación cósmica de fondo, dice: 67.4 km/s/Mpc. SH0ES, trepando por la escalera de distancias desde las cefeidas hasta las supernovas, insiste en 73.2. La discrepancia de 5.8 sigmas no parece casualidad. Y entonces aparece un trabajo que da un paso audaz: elimina por completo las supernovas y pregunta qué dicen solo las cefeidas.

Una escalera de distancias sin peldaño superior: así podría describirse este experimento. Normalmente, las cefeidas sirven solo para calibrar las supernovas de tipo Ia, que llevan la medición hasta el cosmos lejano. Aquí, los autores se detienen en el segundo peldaño: tomaron 35 galaxias con cefeidas, midieron sus corrimientos al rojo y construyeron un modelo bayesiano que relaciona directamente el brillo aparente de las estrellas pulsantes con la expansión del espacio. Las velocidades peculiares, es decir, los movimientos propios de las galaxias a través del espacio, se tuvieron en cuenta mediante la reconstrucción Manticore-Local, que proporciona un conjunto completo de posibles campos de velocidades. La selección de galaxias tampoco se dejó al azar: se modeló como un umbral suave basado en el brillo de las supernovas.

El resultado resultó aleccionador. Si se considera que la muestra se seleccionó según el brillo de las supernovas, la constante de Hubble es 71.1 ± 1.4 km/s/Mpc. Si se selecciona según el corrimiento al rojo, es 72.5 ± 1.4. Ambos valores son inferiores a los de SH0ES, pero siguen siendo superiores a los de Planck. La tensión no ha desaparecido: la discrepancia con los datos de Planck es de 2.8 sigmas. Sin embargo, la incertidumbre se ha reducido en un 41 por ciento en comparación con el análisis anterior de los mismos datos, y el uso de Manticore-Local en lugar de la reconstrucción anterior ha reducido el error en otro 18 por ciento. La escalera sin peldaño superior ha resistido el peso.

¿Qué significa esto para el futuro? El método puede extenderse a otros indicadores de distancia: la punta de la rama de las gigantes rojas, las estrellas de tipo Mira, las fluctuaciones de brillo superficial. Con un mayor número de galaxias con cefeidas y una mejora de los modelos de velocidades, la precisión podría alcanzar el uno por ciento. El observatorio propuesto Habitable Worlds Observatory podría añadir 24 nuevas galaxias con cefeidas, lo que sería suficiente para alcanzar la precisión deseada. Mientras tanto, las reconstrucciones bayesianas del campo de velocidades local, como BORG, reducirán la sistemática debida a los movimientos peculiares. La escalera privada de su peldaño superior no ha resultado defectuosa, sino simplemente distinta, y esta otra escalera conduce a nuevas preguntas sobre la energía oscura y la física del universo primitivo.