LAS ESTRELLAS PEQUEÑAS DESMIENTEN UN SALTO DE LA GRAVEDAD
El universo se expande, y su ritmo actual de expansión se mide con un número llamado constante de Hubble. El problema es que dos familias de mediciones dan respuestas distintas. Las mediciones basadas en estrellas y supernovas cercanas —la «escalera de distancias»— discrepan del valor deducido del fondo cósmico de microondas, la luz más antigua del universo, a un nivel de unos 5 sigma según los datos. El fondo de microondas da el valor más bajo. Es la tensión de Hubble, uno de los problemas más acuciantes de la cosmología.
Algunas explicaciones culpan a errores ocultos. Otras reclaman física nueva. Una de las propuestas más audaces es el modelo de «salto de G» (G-step): la constante gravitacional de Newton, G, que fija la intensidad de la gravedad, habría cambiado de forma abrupta en el pasado cósmico reciente.
Un cambio repentino, hace entre 73 y 130 millones de años
La idea es que las supernovas, que sirven de patrones de medida cósmicos, brillan con una intensidad que depende de G. Si G era distinta antes de cierta fecha, las supernovas lejanas (vistas tal como eran antes del cambio) y las cercanas (después de él) no serían el mismo patrón, y el ritmo de expansión se calcularía mal. Aquí se ponen a prueba dos versiones:
- el modelo original: una gravedad un 11 % más fuerte antes de un salto ocurrido hace 130 millones de años;
- un modelo ampliado: un 4 % más fuerte antes de un salto ocurrido hace 73 millones de años.
Estrellas con buena memoria
Jeremy Sakstein, de la Universidad de Hawái, y Harry Desmond, de la Universidad de Portsmouth, encontraron un testigo inesperado: las enanas rojas, las estrellas más pequeñas, con menos de un tercio de la masa del Sol aproximadamente. Estas estrellas están removidas desde el núcleo hasta la superficie y reaccionan a cualquier perturbación con gran lentitud. El tiempo que tardan en estabilizarse tras un cambio de tamaño ronda los 100 millones de años, parecido al tiempo transcurrido desde el supuesto salto.
La consecuencia, calculada primero con lápiz y papel y después con un código de evolución estelar: una enana roja que vivió bajo una gravedad más fuerte y luego vio caer G a su valor actual se hincha rápidamente y después vuelve a encogerse solo despacio. Hoy seguiría siendo un poco demasiado grande para su masa.
Ocho estrellas en la balanza
Para comprobarlo, los dos físicos usaron ocho enanas rojas en binarias eclipsantes: parejas de estrellas que pasan una por delante de la otra vistas desde la Tierra, lo que proporciona algunas de las masas y radios más precisos conocidos para cualquier estrella. Seleccionaron estrellas de 0,1 a 0,31 masas solares, en parejas lo bastante separadas como para limitar los efectos de marea.
Una complicación: las manchas estelares también inflan una estrella. Los autores dejaron variar libremente la cobertura de manchas de cada estrella, de nula a total, para que las manchas pudieran absorber cualquier hinchazón si era posible.
Ni rastro de salto
Para ambas fechas, el mejor ajuste es una gravedad que nunca cambió. Los dos saltos propuestos quedan excluidos:
- 4 %, hace 73 millones de años: excluido a unos 3,1 sigma;
- 11 %, hace 130 millones de años: excluido a unos 4,0 sigma.
Las manchas estelares no pueden salvar el modelo: con estos saltos, cuatro de las ocho estrellas ya necesitan cero manchas, y una estrella no puede tener menos de ninguna.
Un testigo de peso
Los autores comprobaron la fragilidad del resultado. Si los modelos estelares sobrestimaran sistemáticamente los radios en un 1 %, la exclusión se debilitaría pero se mantendría. También señalan que una estrella, J2343+29, carga con buena parte del peso: sin ella, las exclusiones caen a 2,45 y 1,90 sigma, todavía sin preferencia por ningún cambio de la gravedad.
El estudio no resuelve la tensión de Hubble. Acota el terreno: estas dos versiones de un salto reciente de la gravedad chocan ahora con las estrellas de nuestra propia galaxia.