Las primeras observaciones del universo realizadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) no pueden explicarse mediante los modelos cosmológicos actuales. Estos modelos estiman que el universo tiene una edad de 13.800 millones de años, basándose en el concepto de universo en expansión del big bang.
Mi investigación propone un modelo que determina que la edad del universo es de 26,7 mil millones de años, lo que explica las observaciones de “galaxias tempranas imposibles” del JWST.
Las galaxias tempranas imposibles se refieren al hecho de que algunas galaxias que datan del amanecer cósmico (entre 500 y 800 millones de años después del Big Bang) tienen discos y protuberancias similares a aquellas que han pasado por un largo período de evolución. Y las galaxias de menor tamaño son aparentemente más masivas que las más grandes, lo que es todo lo contrario de lo esperado.
Frecuencia y distancia
Esta estimación de edad se deriva de la tasa de expansión del universo midiendo el corrimiento al rojo de las líneas espectrales en la luz emitida por galaxias distantes. Una explicación anterior del corrimiento al rojo se basó en la hipótesis de que la luz pierde energía a medida que viaja distancias cósmicas. Esta explicación de “luz cansada” fue rechazada porque no podía explicar muchas observaciones.
El corrimiento al rojo de la luz es similar al efecto Doppler en el sonido: los ruidos parecen tener una frecuencia (tono) más alta cuando se acercan y más baja cuando se alejan. El corrimiento al rojo, una frecuencia de luz más baja, indica cuando un objeto se aleja de nosotros; cuanto mayor es la distancia de la galaxia, mayor es la velocidad de recesión y el corrimiento al rojo.
Una explicación alternativa para el corrimiento al rojo se debió al efecto Doppler: las galaxias distantes se alejan de nosotros a velocidades proporcionales a su distancia, lo que indica que el universo se está expandiendo. El modelo del universo en expansión fue favorecido por la mayoría de los astrónomos después de que dos astrónomos que trabajaban para los Laboratorios Bell, Arno Penzias y Robert Wilson, descubrieran accidentalmente la radiación de fondo cósmico de microondas (CMB) en 1964, que el modelo de estado estacionario no podía explicar satisfactoriamente.
La tasa de expansión determina esencialmente la edad del universo. Hasta el lanzamiento del Telescopio Espacial Hubble en la década de 1990, la incertidumbre sobre la tasa de expansión estimaba que la edad del universo oscilaba entre siete y 20 mil millones de años. Otras observaciones llevaron al valor actualmente aceptado de 13.800 millones de años, colocando el modelo del Big Bang en el pedestal de la cosmología.
Albert Einstein resucitó la naturaleza de la luz similar a una partícula para explicar el efecto fotoeléctrico: que la luz tiene características duales: similar a una partícula en algunas observaciones y similar a una onda en otras. Desde entonces ha quedado bien establecido que todas las partículas tienen estas características duales.
Otra forma de medir la edad del universo es estimar la edad de las estrellas en los cúmulos globulares de nuestra propia galaxia: la Vía Láctea. Los cúmulos globulares incluyen hasta un millón de estrellas, y todas ellas parecen haberse formado al mismo tiempo en el universo primitivo.
Suponiendo que todas las galaxias y cúmulos comenzaron a formarse simultáneamente, la edad de la estrella más antigua del cúmulo debería proporcionar la edad del universo (menos el momento en que las galaxias comenzaron a formarse). Para algunas estrellas como Matusalén, que se cree que es la más antigua de la galaxia, los modelos astrofísicos arrojan una edad mayor que la edad del universo determinada utilizando el modelo estándar, lo cual es imposible.
Einstein creía que el universo es el mismo observado desde cualquier punto y en cualquier momento: homogéneo, isotrópico y atemporal. Para explicar el corrimiento al rojo observado en galaxias distantes en un universo tan estable, que parecía aumentar en proporción a su distancia (ley de Hubble), el astrónomo suizo Fritz Zwicky propuso en 1929 la teoría de la luz cansada.
Nueva información
Si bien algunas observaciones del Telescopio Espacial Hubble apuntaron hacia el imposible problema de las galaxias tempranas, no fue hasta el lanzamiento del JWST en diciembre de 2021, y los datos que proporcionó desde mediados de 2022, que este problema quedó firmemente establecido.
Para defender el modelo estándar del Big Bang, los astrónomos han intentado resolver el problema comprimiendo la línea de tiempo para la formación de estrellas masivas y agujeros negros primordiales que acumulan masa a velocidades anormalmente altas.
Sin embargo, se está desarrollando un consenso hacia una nueva física que explique estas observaciones del JWST.
Con información de Phys.org
