Nuevos datos de DESI cambian el valor local de la constante de Hubble ✛ ✦
Contexto
Desde que Edwin Hubble descubrió la expansión del universo, la constante de Hubble se convirtió en un número clave en cosmología. Sin embargo, su valor exacto sigue siendo objeto de debate: la diferencia entre las mediciones locales y las inferidas del fondo cósmico de microondas (descubierto por Arno Penzias), que lleva la impronta de los primeros instantes después del Big Bang, se conoce como la tensión de Hubble. Tradicionalmente se suponía que las mediciones locales eran insensibles a los detalles de la cosmología de fondo, pero la creciente precisión (con enfoques desarrollados por Adam Riess y otros) obliga a reconsiderar esta suposición. Los nuevos datos de expansión, obtenidos mediante espectroscopía de millones de galaxias con el instrumento DESI, que apuntan a una evolución de la energía oscura, podrían cambiar sustancialmente el panorama.
Métodos
Los autores utilizaron los datos de la Red de Distancias de Hubble (H0DN) –una combinación de mediciones locales de distancias a corrimientos al rojo z ~ 0,1– y un código abierto para extraer H0. Para evaluar la influencia del modelo cosmológico, variaron los parámetros de la energía oscura: en los modelos wCDM y w0wa, donde w es el parámetro de la ecuación de estado y wa su evolución. La densidad de materia ΩM incluye la materia oscura y la materia ordinaria. Usando cadenas de Markov del análisis conjunto de DESI DR2 BAO, datos del CMB y supernovas de tipo Ia, ponderaron los valores de H0 según la probabilidad de los modelos.
Resultados
Para ΛCDM fijo y densidad de materia ΩM=0,3, el H0 local = 73,50 km/s/Mpc. Variar ΩM dentro de límites razonables cambia H0 solo en ±0,29 km/s/Mpc, pero surgen cambios más serios al permitir la evolución de la energía oscura. En el modelo wCDM con w lejos de -1, H0 puede disminuir en 2,7 km/s/Mpc. En el modelo w0wa preferido por DESI, con indicios de w0 = -1 - wa/3, el desplazamiento de H0 puede alcanzar 2,5 km/s/Mpc. El análisis conjunto con CMB y SNIa acota la región permitida: para DESI+CMB+SNIa, H0 = 73,03 ± 0,81(est.) ± 0,11(modelo) km/s/Mpc, es decir, 0,5 km/s/Mpc por debajo del valor base; para DESI+CMB la reducción es de 1,1 ± 0,38 km/s/Mpc. Por lo tanto, tener en cuenta la posible evolución de la energía oscura disminuye el valor local de H0.
Implicaciones
Se demuestra que los cambios en la cosmología de fondo a bajos corrimientos al rojo pueden influir significativamente en las mediciones locales de la constante de Hubble, un efecto que antes se despreciaba. Esto no solo añade incertidumbre sistemática a las mediciones directas, sino que también muestra que la tensión de Hubble podría suavizarse parcialmente con modificaciones del universo tardío, no solo del temprano. Los resultados de DESI subrayan que el modelo estándar de expansión del universo ΛCDM podría ser incompleto.
Desarrollo futuro
Si los datos de DESI se confirman, será necesario revisar todas las mediciones locales de H0 teniendo en cuenta la energía oscura dinámica. Futuros relevamientos como Euclid y Roman proporcionarán BAO y supernovas más precisas, lo que permitirá acotar mejor el modelo w0wa. Además, será necesario estudiar modelos de energía oscura con motivación física, como campos escalares con congelamiento, y no solo la parametrización fenomenológica.
Impacto
Este estudio impactará en el ámbito de la regla estándar cosmológica, la calibración de distancias locales mediante supernovas y cefeidas, y en la interpretación del fondo cósmico de microondas.
Próximos pasos
Los próximos pasos incluyen reanalizar todos los conjuntos de datos de distancias locales en el marco de modelos w0wa, así como desarrollar métodos para incorporar conjuntamente las incertidumbres cosmológicas al medir H0.
Problemas abiertos clave
El trabajo se relaciona directamente con el problema de la tensión de Hubble –la discrepancia entre los valores de H0 del universo temprano y tardío– y con el enigma de la naturaleza de la energía oscura, en particular su posible evolución en el tiempo.
La mirada de la máquina del conocimiento
Esta sección está dirigida al autor del trabajo y a sus colegas. Los trabajos vecinos los encontró la búsqueda por significado en nuestro archivo, no por coincidencia de palabras. No evaluamos: mostramos el campo alrededor.
Qué hace el trabajo
Los autores utilizaron los datos de la Red de Distancia de Hubble (H0DN) y un código abierto para extraer el valor local de la constante de Hubble H0, variando los modelos cosmológicos de energía oscura (wCDM y w0wa) y la densidad de materia. Ponderaron los valores de H0 de acuerdo con las probabilidades de los modelos obtenidas del análisis conjunto de DESI DR2 BAO, CMB y supernovas de tipo Ia. Se muestra que tener en cuenta la evolución de la energía oscura puede reducir el H0 local en hasta 2.7 km/s/Mpc, disminuyendo la tensión de Hubble.
Dónde está su fuerza
El trabajo demuestra que las mediciones locales de H0 no son completamente independientes de la cosmología de fondo, y cuantifica la sistemática del modelo que a menudo se ignoraba anteriormente. Esto abre la posibilidad de reconciliar los valores locales y globales de H0 mediante modificaciones del universo tardío.
Hacia dónde puede avanzar
- Podría ser interesante comparar los desplazamientos de H0 obtenidos con métodos alternativos de medición de la tasa de expansión, por ejemplo, utilizando ondas gravitacionales como sirenas estándar, lo que permitiría verificar la independencia del efecto de la escalera de distancias local.se apoya en: Las ondas gravitacionales miden la velocidad de expansión del universo arXiv:2605.27227
- Cerca hay un trabajo donde la energía oscura con un signo cambiante de la ecuación de estado se considera como una forma de aliviar la tensión de Hubble; quizás valga la pena estudiar cómo tal evolución exótica afectaría el H0 local en el marco de su enfoque.se apoya en: La respiración del Universo: cómo el cambio de signo de la energía oscura alivia la tensión arXiv:2607.05044
- En el archivo hay un análisis donde dos observables cosmológicos independientes (por ejemplo, BAO y supernovas) se utilizan para verificar la consistencia de los modelos; su método de ponderación por probabilidades podría ampliarse incluyendo datos adicionales para refinar los desplazamientos permitidos de H0.se apoya en: Detective cósmico: dos pistas independientes contra el principal debate de la cosmología arXiv:2606.03634v1
Vale la pena probar
- Verificar si la magnitud del desplazamiento del modelo de H0 se mantiene al usar conjuntos de datos alternativos para determinar los parámetros de la energía oscura, por ejemplo, solo DESI BAO sin CMB.
- Investigar cómo cambia el H0 local en modelos con interacción entre materia oscura y energía oscura, que también pueden afectar la evolución tardía.
- Aplicar el método a futuros datos de DESI con mayor estadística para ver si la incertidumbre estadística disminuye y si el desplazamiento del modelo se vuelve más significativo.
Por qué puede importar
Si las mediciones locales de H0 son realmente sensibles al modelo de energía oscura, esto cambia la interpretación de la tensión de Hubble y subraya la necesidad de un análisis conjunto de datos locales y globales dentro de cosmologías extendidas.
Trabajos cercanos en nuestro archivo
- La materia oscura se desvanece y el universo se alisacercanía 0.67
- Las ondas gravitacionales miden la velocidad de expansión del universocercanía 0.66
- El pacto oscuro: cómo el universo sincroniza sus relojescercanía 0.66
- Detective cósmico: dos pistas independientes contra el principal debate de la cosmologíacercanía 0.66
- El diapasón cósmico: por qué el Universo suena en dos notas diferentescercanía 0.65
- Burbuja en el mar de energía oscuracercanía 0.65
- La respiración del Universo: cómo el cambio de signo de la energía oscura alivia la tensióncercanía 0.64
El trabajo más cercano del archivo está a 0.67 por significado: el nivel habitual de nuestro corpus.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2606.05358v1
Measurements of baryon acoustic oscillations (BAO) by the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) have revealed evidence for dark energy that evolves. If local distance measurements are analyzed with the $$w_0w_a$$ models preferred by the DESI measurements, the value for the Hubble constant can be as much as $$2.5\,\mathrm{km\,s^{-1}Mpc^{-1}}$$ smaller than the value obtained assuming $$\Lambda$$CDM. When these $$w_0w_a$$ models are further constrained by cosmic microwave background (CMB) and type Ia supernova (SNIa) data, the downward shift is $$1.1 \pm 0.38\,\mathrm{km\,s^{-1}Mpc^{-1}}$$ (DESI + CMB) and $$0.5 \pm 0.1\,\mathrm{km\,s^{-1}Mpc^{-1}}$$ (DESI + CMB + SNIa). The dependence of local determinations of $$H_0$$ on the background cosmology, combined with the fact that the low-redshift cosmology is not well constrained, is relevant to the Hubble tension.
En casi un siglo de mediciones de la constante de Hubble, su valor ha evolucionado desde los 500 km/s/Mpc originales (obtenidos por el propio Edwin Hubble) hasta los 73 actuales con una precisión de alrededor del 1%. A pesar de ello, el misterio de la tensión de Hubble sigue sin resolverse.
Cifras clave
- Valor base de H0 (ΛCDM): 73.50 км/с/Мпк
- Desplazamiento máximo de H0 por el modelo w0wa: 2.5 км/с/Мпк
- Reducción de H0 para DESI+CMB+SNIa: 0.5 км/с/Мпк
- Error estadístico de H0DN: ±0.81 км/с/Мпк
- Corrimiento al rojo de las mediciones locales: z ~ 0.1