En astronomía, una burbuja de Hubble sería "una desviación del valor local de la constante de Hubble respecto de su valor promedio global" [1] o, más técnicamente, "un monopolo local en el campo de velocidad peculiar , quizás causado por un vacío local en la densidad de masa ". [2]
La constante de Hubble, llamada así por el astrónomo Edwin Hubble , cuyo trabajo dejó en claro la expansión del universo , mide la velocidad a la que se produce la expansión. De acuerdo con el principio copernicano de que la Tierra no está en una posición central especialmente favorecida, se esperaría que la medición de esta constante en cualquier punto del universo arrojara el mismo valor. Si, por otro lado, la Tierra estuviera en o cerca del centro de una región de muy baja densidad del espacio interestelar (un vacío relativo), la expansión local del espacio sería más rápida debido a la falta de masa cercana para frenarla. Por lo tanto, las estrellas dentro de una "burbuja de Hubble" de este tipo se acelerarían alejándose de la Tierra más rápido que la expansión general del universo. [1] [3] Esta situación podría proporcionar una alternativa a la energía oscura para explicar el universo aparentemente acelerado [3] o contribuir a las explicaciones de la tensión de Hubble . [4] [5]
En 1998, Zehavi et al. informaron evidencia que apoyaba la existencia de una burbuja de Hubble. [6] La sugerencia inicial de que las velocidades de corrimiento al rojo locales difieren de las observadas en otras partes del universo se basó en observaciones de supernovas de tipo Ia , a menudo abreviadas como "SNe Ia". Estas estrellas se han utilizado como marcadores de distancia de vela estándar durante 20 años y fueron clave para las primeras observaciones de energía oscura . [7]
Zehavi et al. estudiaron las velocidades peculiares de 44 supernovas Ia para comprobar la existencia de un vacío local, e informaron que la Tierra parecía estar dentro de un vacío relativo con una subdensidad de aproximadamente el 20%, rodeada por una capa densa, una "burbuja". [6]
En 2007, Conley et al. examinaron las comparaciones de los datos de color de las supernovas Ia teniendo en cuenta el efecto del polvo cósmico en las galaxias externas. Llegaron a la conclusión de que los datos no respaldaban la existencia de una burbuja de Hubble local. [2]
En 2010, Moss et al. analizaron el modelo de la Burbuja de Hubble aunque sin utilizar ese nombre, [1] diciendo "La sugerencia de que ocupamos una posición privilegiada cerca del centro de un gran vacío no lineal y casi esférico ha atraído recientemente mucha atención como una alternativa a la energía oscura". [3] Observando no solo los datos de supernovas sino también el espectro de fondo cósmico de microondas , la nucleosíntesis del Big Bang y otros factores, concluyeron que "los vacíos están en severa tensión con los datos. En particular, los modelos de vacío predicen una tasa de Hubble local muy baja, sufren un "problema de vejez" y predicen una estructura local mucho menor de la observada". [3]
Los modelos de vacío local proponen una gran área de densidad inferior a la media, por lo que normalmente hacen o implican predicciones estocásticas que pueden ser refutadas por estudios astronómicos. Por ejemplo, bajo un modelo de vacío local, se esperaría un número inusualmente bajo de galaxias cercanas, por lo que las observaciones que indican un número promedio de galaxias cercanas constituirían evidencia que lo desmiente. Se sugiere que los datos de un estudio infrarrojo publicado en 2003, el Two Micron All Sky Survey , concuerdan con una subdensidad local de aproximadamente 200 megaparsecs (Mpc) de diámetro. [8] Esta hipótesis ha recibido apoyo adicional de estudios posteriores de estudios de galaxias fotométricos y espectroscópicos . [9] [10] Además, se han propuesto vacíos más grandes ( KBC Void ) de hasta 600 Mpc en escala sobre la base de estudios de densidad de luminosidad de galaxias. [11]
Las mediciones de la constante de Hubble varían, y las cifras recientes suelen oscilar entre aproximadamente 64 y 82 (km/s)/Mpc, una diferencia que se considera demasiado significativa para ser explicada por el azar y demasiado persistente para ser explicada por un error. [12] Las mediciones del fondo cósmico de microondas tienden a dar como resultado valores más bajos que las mediciones por otros medios, como la fotometría y la escala de distancias cósmicas . Por ejemplo, los datos de radiación de fondo cósmico del Telescopio Cosmológico de Atacama implican que el universo debería estar expandiéndose más lentamente de lo que se observa localmente. [13] En 2013, se realizaron mediciones de densidad de luminosidad de galaxias a partir de una amplia muestra de estudios espectroscópicos. El análisis estadístico resultante implica que la densidad de masa local puede ser menor que la densidad de masa promedio del universo. La escala y amplitud de esta subdensidad podrían resolver la aparente discrepancia entre las mediciones locales directas de la constante de Hubble y los valores calculados a partir de las mediciones de Planck del fondo cósmico de microondas. [11]
