En astronomía, una burbuja de Hubble sería "una desviación del valor local de la constante de Hubble de su valor promediado globalmente" [1] o, más técnicamente, "un monopolo local en el peculiar campo de velocidad, tal vez causado por un vacío local en la densidad de masa ." [2]
La constante de Hubble, llamada así en honor al astrónomo Edwin Hubble , cuyo trabajo dejó clara 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, uno esperaría que medir 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 del espacio interestelar de muy baja densidad (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" se alejarían de la Tierra más rápidamente que la expansión general del universo. [1] [3] Esta situación podría proporcionar una alternativa a la energía oscura para explicar la aparente aceleración del universo [3] o contribuir a las explicaciones de la tensión de Hubble . [4] [5]
En 1998, Zehavi et al. presentó evidencia en apoyo de una burbuja del Hubble. [6] La sugerencia inicial de que las velocidades locales de corrimiento al rojo difieren de las observadas en otras partes del universo se basó en observaciones de supernovas de Tipo Ia , a menudo abreviadas "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 la energía oscura . [7]
Zehavi et al. estudió las velocidades peculiares de 44 SNe Ia para probar si había un vacío local e informó que la Tierra parecía estar dentro de un vacío relativo de aproximadamente un 20% de subdensidad, rodeada por una capa densa, una "burbuja". [6]
En 2007, Conley et al. examinó las comparaciones de datos de color de SNe 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 local del Hubble. [2]
En 2010, Moss et al. analizó el modelo de la Burbuja Hubble aunque sin usar ese nombre, [1] diciendo: "La sugerencia de que ocupamos una posición privilegiada cerca del centro de un vacío grande, no lineal y casi esférico ha atraído recientemente mucha atención como alternativa a la energía oscura". [3] Al observar no sólo los datos de supernova sino también el espectro de fondo cósmico de microondas , la nucleosíntesis del Big Bang y otros factores, concluyeron que "los vacíos están en grave tensión con los datos. En particular, los modelos de vacíos 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 vacíos locales proponen un área grande con una 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 indicaran un número promedio de galaxias cercanas constituirían evidencia disconforme. 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 adicionales de estudios fotométricos y espectroscópicos de galaxias. [9] [10] Además, se han propuesto vacíos más grandes ( KBC Void ) hasta una escala de 600 Mpc 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 explicarla por casualidad y demasiado persistente para explicarla por error. [12] Las mediciones del fondo cósmico de microondas tienden a dar como resultado valores más bajos que las mediciones realizadas por otros medios, como la fotometría y la escalera de distancias cósmicas . Por ejemplo, los datos de radiación cósmica de fondo del Telescopio Cosmológico de Atacama implican que el universo debería expandirse 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]
