Las ondas gravitacionales miden la constante de Hubble

## Las ondas gravitacionales proporcionan un nuevo valor para la constante de Hubble

La constante de Hubble determina la tasa de expansión del Universo y se estima en 67 km/s/Mpc a partir de datos del fondo cósmico de microondas y en 73 km/s/Mpc a partir de observaciones de supernovas. Esta discrepancia, conocida como la tensión de Hubble, ha persistido durante aproximadamente una década. Un nuevo estudio utiliza ondas gravitacionales de fusiones de agujeros negros para una estimación independiente: 69.9 km/s/Mpc, con una incertidumbre que disminuye a medida que se acumulan más datos.

Las ondas gravitacionales provienen de fusiones de objetos compactos y se detectan con los detectores LIGO, Virgo y KAGRA. Las señales contienen información directa sobre la distancia a la fuente; se llaman «sirenas estándar» por analogía con las velas estándar en la astronomía electromagnética.

Metodología para analizar «sirenas oscuras»

La mayoría de los eventos de ondas gravitacionales carecen de un contraparte electromagnético, lo que complica la identificación de la galaxia anfitriona. Los investigadores aplicaron un enfoque estadístico:

• Recopilaron 17 eventos con buena localización.
• Integraron datos de muestreos profundos de galaxias.
• Usaron aprendizaje automático para calcular la distribución probabilística de distancias.

Resultado: H_0 = 69.9 ± 3.7 km/s/Mpc (intervalo de confianza del 68 %). El valor ocupa una posición intermedia entre las estimaciones de CMB y SN, lo que aumenta la confianza en el método.

Los detectores capturan la fase de fusión y la modulación de ringdown, que codifican la luminosidad y la distancia. Para las «sirenas oscuras», compensan la falta de contrapartes ópticas mediante catálogos de galaxias e inferencia bayesiana.

Contexto físico de la expansión del Universo

La constante de Hubble ha evolucionado: en el Universo temprano, la materia dominaba y frenaba la expansión; hace unos 5 mil millones de años, la energía oscura desencadenó la aceleración. Los métodos de medición exploran épocas diferentes:

• CMB (Planck): Universo temprano, extrapolación mediante el modelo ΛCDM.
• Supernovas de Tipo Ia: Universo local (z < 0.1).
• Ondas gravitacionales: desplazamientos al rojo intermedios (z ~ 0.01–0.2).

La discrepancia apunta a posibles errores sistemáticos o desviaciones del modelo ΛCDM: energía oscura evolutiva, nuevas partículas en el Universo temprano o gravedad modificada.

Puntos clave

• Canal independiente: Las ondas gravitacionales usan la trama del espacio-tiempo, minimizando sesgos por polvo o evolución estelar.
• Valor intermedio: 69.9 km/s/Mpc concuerda con ambos métodos dentro de los errores.
• Reducción de incertidumbre: Detectores futuros (LIGO A+, Einstein Telescope) entregarán H_0 con una precisión <1 %.
• Implicaciones para ΛCDM: La discrepancia podría señalar física más allá del Modelo Estándar.
• Potencia estadística: El aprendizaje automático escala el análisis a miles de eventos.

Perspectivas para mediciones futuras

Desde 2015, se han detectado más de 90 fusiones. Se esperan miles en la década de 2030. El seguimiento electromagnético (p. ej., para estrellas de neutrones) calibra las sirenas. La astronomía multimensajero combina GW con EM para una cosmología precisa.

El potencial para resolver la tensión está creciendo: si las GW confirman la discrepancia, será necesario repensar los parámetros cosmológicos. El valor actual subraya el valor de métodos diversificados.

— Editorial Team