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| Un cúmulo de estrellas jóvenes, visto por el Telescopio Espacial James Webb (JWST). Créditos: Rayos X: NASA/CXC; Infrarrojo: ESA/Webb, NASA y CSA, P. Zeilder, E. Sabbi, A. Nota, M. Zamani; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/L. Frattare y K. Arcand |
A pesar de los enormes avances, los astrónomos aún no se ponen de acuerdo sobre la composición del cosmos, y mucho menos sobre cómo se formó. Un nuevo estudio profundiza en las razones.
Discordance: The Troubled History of the Hubble Constant Jim Baggott Oxford Univ. Press (2025)
21 octubre 2025.- Desde la publicación de El Universo Misterioso de James Jeans en 1930 y Kosmos de Willem de Sitter dos años después, los libros populares sobre el Universo han proliferado. Jim Baggott es un experimentado escritor científico británico, cuyos trabajos previos sobre física moderna incluyen Higgs (2012) y Realidad Cuántica (2020).
Su último libro, Discordance , se enmarca en la cosmología popular convencional, ya que describe cómo ha surgido nuestra comprensión actual del Universo. Pero también es, con algunas excepciones, más históricamente correcto que otros libros similares. El libro de Baggott es una obra maestra que combina profundidad con claridad, exhaustividad y legibilidad. Presenta la cosmología moderna como una asignatura pendiente, más que como la conclusión definitiva sobre la esencia del Universo.
La discordancia tampoco rehúye los conceptos complejos. La cosmología moderna es difícil de comprender, y Baggott introduce ambiciosamente a sus lectores a los términos técnicos que los cosmólogos utilizan para analizar el Universo. Por ejemplo, explica en detalle cómo los patrones del fondo cósmico de microondas nos revelan el comportamiento de la materia y la radiación en el Universo primitivo y caliente. Y revela por qué los cosmólogos están tan interesados en las «supernovas de tipo Ia», las raras explosiones de estrellas moribundas que funcionan como marcadores de distancias cósmicas y ayudan a rastrear cómo se expande el Universo.
Una tensión humillante
La discordancia es esencialmente la historia de cómo los científicos han percibido y explicado el universo desde principios del siglo XX hasta la actualidad. El título se refiere al hecho de que la teoría predominante del universo discrepa con algunas observaciones y se ve cuestionada por ideas rivales. También se refiere a la concordancia —el antónimo de discordancia—, de modo que la teoría del cosmos actualmente aceptada a veces se denomina modelo de concordancia.
Más específicamente, el libro se centra en la constante de Hubble, la tasa medida de expansión del Universo, un parámetro clave en cosmología desde su introducción en 1929. Cabe destacar que la constante de Hubble no es constante. Dado que la constante inversa de Hubble proporciona una medida aproximada de la edad del Universo, su valor disminuye lentamente a medida que este envejece. Por lo tanto, el término es inapropiado. Sin embargo, muchos astrónomos y físicos aún prefieren esta terminología consolidada a la alternativa, el parámetro de Hubble, al igual que Baggott.
El libro describe cómo las estimaciones de la constante de Hubble realizadas por los astrónomos han cambiado con el tiempo a medida que las observaciones han mejorado, primero drásticamente y, en las últimas décadas, de forma más modesta, aunque aún notable. Originalmente, el problema residía en un valor demasiado elevado que implicaba que la edad del Universo era menor que la de la Tierra, una dificultad evidente. Los telescopios avanzados, como el Telescopio Espacial Hubble, impulsaron el desarrollo de la «cosmología de precisión» y redujeron el valor a alrededor de 70, en la incómoda unidad de kilómetros por segundo por megapársec.
Sin embargo, persisten los desacuerdos entre los resultados de diferentes métodos, un enigma muy debatido conocido como la tensión de Hubble . Los resultados fiables estimados utilizando el fondo cósmico de microondas (luz remanente del universo primitivo) difieren de los hallazgos igualmente fiables obtenidos a partir de mediciones astronómicas realizadas con galaxias cercanas. Aunque las estimaciones de la constante de Hubble entre ambas técnicas no difieren enormemente, a los astrónomos les preocupa que sean lo suficientemente distintas como para crear un problema grave. ¿O sí? Como señala Baggott, en medio de la confusión, no sabemos si se trata de un problema real ni si unas mediciones mejoradas resolverán el problema.
Además de la tensión de Hubble, el modelo cosmológico estándar actual presenta otros problemas, de los cuales el más conocido es la falta de comprensión de la materia oscura (si es que existe). Los intentos científicos de explicar la energía oscura que "explota" el Universo y acelera su expansión han fracasado estrepitosamente hasta la fecha. De igual manera, los físicos no han podido explicar por qué el Universo se compone casi exclusivamente de materia, sin apenas rastro de antimateria . Estos problemas también se abordan en Discordance , con maestría, pero con menos detalle que la tensión de Hubble.
Dadas todas estas lagunas en la comprensión, los principales cosmólogos discrepan sobre si se requiere algún tipo de nueva física más allá del modelo estándar de física de partículas para remediar lo que algunos científicos consideran una crisis fundamental. La conclusión de Baggott es equilibrada: «Los argumentos a favor de la nueva física y las exigencias de repensar la cosmología no deberían restar valor a los extraordinarios logros de la astronomía y la cosmología del último siglo. Lo que estamos presenciando es simplemente la actividad científica en marcha, a menudo de forma desordenada e incoherente».
Una cuestión de precedencia
Discordance es más que una simple discusión sobre el desarrollo de la cosmología moderna. El libro también es una historia, ya que su información coincide estrechamente con la de los registros documentados y se basa en diversas fuentes primarias y secundarias. Si bien, en general, es históricamente fiable, contiene algunos errores y afirmaciones dudosas.
Por ejemplo, en el prefacio, Baggott les dice a los lectores que «fueron los astrónomos Vesto Slipher, Edwin Hubble y Milton Humason quienes descubrieron el universo en expansión en 1929». Hoy en día, Hubble es celebrado rutinariamente, pero incorrectamente, como el principal descubridor; sin embargo, nunca estuvo completamente de acuerdo con que el universo se encuentre en un estado de expansión. Baggott lo admite en un capítulo posterior, así que ¿por qué elevar a estos tres? La cuestión de la prioridad depende de la definición de descubrimiento, que no es un concepto sencillo. Sostengo que el cosmólogo y sacerdote belga Georges Lemaître, quien fue, en 1927, el primero en publicar un modelo que establece la conexión, es un mejor candidato que los mencionados por Baggott.
Otro error menor, o al menos una exageración, es la sugerencia de que el cosmólogo George Gamow era "completamente inconsciente de la teoría de los fuegos artificiales de Lemaître" en 1948, una metáfora de lo que ahora se conoce como la teoría del Big Bang. Aunque Gamow no se inspiró en la teoría del cosmólogo belga, sin duda sabía de ella, como se evidencia en sus publicaciones (véase, por ejemplo, G. Gamow y E. Teller Phys. Rev. 55 , 654–657; 1939 ). Además, Baggott afirma que, antes de 1995, las ideas de un Universo en aceleración impulsado por la "constante cosmológica" de Albert Einstein eran "impensables". (El parámetro fue introducido por Einstein en sus ecuaciones de relatividad general en 1917 y tiene el efecto de hinchar el espacio a un ritmo creciente). De hecho, la idea de un Universo en aceleración se puede encontrar mucho antes de que fuera corroborada por mediciones. Ya en 1967, dos astrónomos soviéticos, Iosif Shklovsky y Nikolai Kardashev, consideraron modelos de este tipo, al igual que lo hicieron los astrónomos James Gunn y Beatrice Tinsley en 1975.
En su capítulo sobre la teoría inflacionaria del Universo primitivo —una parte controvertida de la cosmología estándar que se refiere al «nacimiento» del Universo—, Baggott describe la invención de la teoría como si fuera exclusivamente atribuible al físico estadounidense Alan Guth. Si bien esta es la visión convencional y el trabajo de Guth en 1981 fue indiscutiblemente importante, la idea de una fase inflacionaria fue propuesta por primera vez por el cosmólogo Alexei Starobinsky dos años antes. Mientras que Guth se menciona a lo largo del capítulo —similar a su prominencia en la mayoría de los demás libros de cosmología populares—, Starobinsky, menos conocido, solo se menciona entre paréntesis.
Discordance es convencional en el sentido de que se centra de forma bastante parcial en los avances científicos, mientras que ignora temas sociológicos y filosóficos más amplios. Trata sobre las contribuciones de la astronomía y la física que, en retrospectiva, pueden identificarse como las que condujeron a nuestra comprensión actual del universo. La perspectiva convencional y ligeramente estrecha del libro —la de los ganadores— deja poco espacio para ideas o teorías heterodoxas que en su momento se consideraron importantes, pero que resultaron ser callejones sin salida.
Si Baggott hubiera escrito este libro en 1940, seguramente habría abordado las teorías cosmológicas del astrofísico británico Edward Milne, muy valoradas en su época e inspiradoras de parte del pensamiento posterior sobre el universo. Sin embargo, a mediados de la década de 1950, la otrora influyente cosmología de Milne se reconoció como un callejón sin salida sin valor para futuros desarrollos. Los lectores de Discordance buscarán en vano el nombre de Milne.
A pesar de estos comentarios históricos críticos, Discordance merece un público amplio. Accesible, muy detallado y exigente —y, por lo tanto, muy gratificante— en comparación con la mayoría de los libros del género, el trabajo bien documentado de Baggott resultará de interés tanto para astrónomos y físicos como para el público general fascinado por los misterios del Universo.
Fuente: Nature
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