La tensión en la constante de Hubble

[Alriga]

Vuelve la tensión. Medir la constante de Hubble es muy difícil, siempre ha habido discrepancias: en los años 1970/80 hubo una guerra a muerte entre Allan Sandage y Gerard de Vaucouleurs, (se insultaban, se desprestigiaban y se burlaban el uno del otro en público), sobre si la constante de Hubble valía alrededor de 50 (km/s)/Mpc o alrededor de 100 (km/s)/Mpc

Como explicábamos en el post #1 actualmente las discrepancias se han reducido, de forma que la constante de Hubble parece tener un valor alrededor de 68 si se mide a partir del CMB (z = 1090) y de alrededor de 72 si se mide a partir de galaxias “cercanas” (z 1)

Los últimos estudios del Dark Energy Survey, independientes del CMB, parecía habían eliminado la tensión reduciéndola a fluctuaciones estadística, lo explicábamos aquí: http://forum.lawebdefisica.com/threa...080#post179080

Pues ahora acaba de publicarse un nuevo estudio que "recalibra" la relación distancia/luminosidad de las cefeidas, que es uno de los primeros escalones de la "Escalera de distancias cósmicas"

La "recalibración" vuelve a situar la constante de Hubble en el valor de lo que significa una discrepancia de respecto del valor del Satélite Planck. Este es el paper: New Parallaxes of Galactic Cepheids from Spatially Scanning the Hubble Space Telescope: Implications for the Hubble Constant

Como he explicado, nada nuevo bajo el sol, las discrepancias en el valor de son habituales, pero lo que me ha sorprendido es el titular sensacionalista de la NASA: Improved Hubble Yardstick Gives Fresh Evidence for New Physics in the Universe, "La mejora en la vara de medir la constante de Hubble proporciona evidencia fresca para Nueva Física en el Universo"

¿La NASA anda buscando desesperadamente notoriedad?



Saludos.

[Richard R Richard]

Interesante Alriga, Como siempre buscan imponer que los datos que ellos brindan son fiables y bien medidos para toda la comunidad científica, imponiendo su bandera y sus unidades... como Planck es de una Agencia Europea ,la competencia "estupida" en la que lo de ellos remarco que "quieren imponer que deben ser" mejores, mas rapidos, mas fuertes, etc... pero serán más seguros(correctos)....

y yendo al offtopic

¿La NASA anda buscando desesperadamente notoriedad?

Saludos.

Siempre lo hacen es el estilo USA ....eso ellos siguen midiendo en yardas, pies, millas, galones,onzas, libras etc, igual que toda la comunidad científica internacional ... unos auténticos mamarrachos, y seguimos permitiendo que los papers se escriban en ingles solamente....que pasa si los escriben en español, francés, alemán, chino, japones, portugués , coreano etc , debe ser que CI no les da para aprender otro idioma y a nosotros si y varios (no es mi caso, claro), o quiza les tenemos que enseñar para que se usa el boton de invertir idioma en google translator...

Dime que cientifico de la Nasa(No de USA que hay muchos) ha pasado por los Nobel ultimamente, yo que me acuerde.....cric ,cric,...cric, cric.

[Alriga]

Nueva medida independiente de la Constante de Hubble, esta vez a partir del retraso en la llegada de la 5ª imagen de la Supernova Refsdal

El valor obtenido es compatible con las medidas de Planck+BAO+DES.

Este es el estudio: The Hubble constant from SN Refsdal

Cada vez hay más medidas independientes unas de otras de la Constante de Hubble. Hace poco las ondas gravitacionales generadas en la fusión de 2 estrellas de neutrones (GW170817) permitió medir



como explicábamos en http://forum.lawebdefisica.com/threa...648#post178648

Saludos.

[Alriga]

Hace más de un mes vi Conservative cosmology: combining data with allowance for unknown systematics un trabajo matemático de análisis estadístico para estimar los errores sistemáticos en la medida de parámetros experimentales llamada BACCUS (BAyesian Conservative Constraints and Unknown Systematics). Lo aplicaban como ejemplo a la "tensión en la Constante de Hubble", pero no lo posteé porque es de pura estadística y muy técnico para mi nivel, y no estaba seguro de la relevancia del trabajo.

Pero como hoy he visto que Francis ha escrito un artículo sobre el tema, os lo enlazo por si es de vuestro interés: Errores sistemáticos podrían ser la causa del problema de la constante de Hubble

Saludos.

[Jaime Rudas]

Hace más de un mes vi Conservative cosmology: combining data with allowance for unknown systematics un trabajo matemático de análisis estadístico para estimar los errores sistemáticos en la medida de parámetros experimentales llamada BACCUS (BAyesian Conservative Constraints and Unknown Systematics). Lo aplicaban como ejemplo a la "tensión en la Constante de Hubble", pero no lo posteé porque es de pura estadística y muy técnico para mi nivel, y no estaba seguro de la relevancia del trabajo.

Curiosamente, algo parecido me sucedió cuando hace meses leí el artículo A blinded determination of Ho from low-redshift Type Ia supernovae, calibrated by Cepheid variables que, aunque Francis no lo cita, sí parece mencionar algo al respecto cuando dice:

La interpretación de las conclusiones de un análisis bayesiano ciego basado en probabilidades a posteriori es muy difícil.

Saludos

[Richard R Richard]

Los resultados alimentan aún más la falta de correspondencia entre las mediciones de la velocidad de expansión del universo cercano y las del universo distante y primitivo, antes incluso de que existieran estrellas y galaxias.

Esta llamada "tensión" implica que podría haber una nueva física subyacente a los fundamentos del universo. Las posibilidades incluyen la fuerza de interacción de la materia oscura, la energía oscura siendo aún más exótica de lo que se pensaba anteriormente, o una nueva partícula desconocida en el tapiz del espacio.

Combinando observaciones del Telescopio Espacial Hubble de la NASA y el observatorio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA), los astrónomos refinaron el valor anterior de la constante de Hubble, la velocidad a la que el universo se expande desde el Big Bang hace 13.800 millones de años.

Pero a medida que las mediciones se han vuelto más precisas, la determinación del equipo de la constante de Hubble se ha vuelto cada vez más contraria a las mediciones de otro observatorio espacial, la misión Planck de la ESA, que presenta un valor predicho diferente para la constante de Hubble.

http://hubblesite.org/news_release/news/2018-34

[Alriga]

http://hubblesite.org/news_release/news/2018-34

Gracias Richard, aunque la noticia no es nueva, el paper se publicó en arxiv en Mayo, Milky Way Cepheid Standards for Measuring Cosmic Distances and Application to Gaia DR2: Implications for the Hubble Constant y ya apareció en los medios En busca del número que explica el universo

Supongo que sale ahora en la página web del Hubble, porque este mes The Astrophysical Journal ha aceptado la publicación.

Este último trabajo que aparece ahora en la página web del Hubble "Milky Way Cepheid Standards for Measuring Cosmic Distances and Application to Gaia DR2: Implications for the Hubble Constant" es una ampliación con mayor número de muestras observacionales realizado por el mismo equipo (Adam G. Riess et. al.) que el trabajo que señalábamos en el post #16, New Parallaxes of Galactic Cepheids from Spatially Scanning the Hubble Space Telescope: Implications for the Hubble Constant

En el trabajo señalado en el post #16 llegaban a la conclusión y en este último, con más muestras, a

Este valor sigue "en tensión" con el resultado de Planck 2018 recién publicado de

Saludos.

[Alriga]

En el telescopio Subaru, (que en japonés significa Las Pléyades) de 8.2 m de diámetro (uno de los más grandes del mundo), de propiedad japonesa aunque ubicado en Hawaii, está instalada la Hyper Suprime-Cam (HSC)

En su primer año de funcionamiento esta cámara ha inspeccionado 137 grados cuadrados de cielo estudiando el efecto lente gravitacional débil: distorsiones en las formas de las galaxias lejanas debido a la masa interpuesta en el camino entre esas galaxias y nosotros. HSC (en Year 1) ha medido la distorsión de unos 10 millones de galaxias.

HSC project/UTokyo

En el panel izquierdo figura mapa de la materia oscura tridimensional del Universo con varios tonos de azul (las áreas más brillantes tienen más materia oscura). El mapa se infirió a partir de las distorsiones de las formas de las galaxias en los datos de HSC que se indican con segmentos blancos. Las longitudes de los segmentos representan la cantidad de distorsión y el ángulo del segmento corresponde a la dirección de la distorsión.
En el panel derecho se muestra como la luz de galaxias distantes que viaja a través del Universo es desviada por la materia en diferentes épocas del Universo, antes de alcanzar el telescopio Subaru en el que se realizan las medidas.

Como el telescopio Subaru es más potente que el telescopio Víctor M. Blanco (de 4 m de diámetro) en el que está instalada Dark Energy Survey DES, (la cámara del post #4 de este hilo), ha explorado galaxias más lejanas, aunque una superficie celeste menor. Como explicamos en el post#4 del hilo, en el primer trabajo de DES se "profundizó" hasta hace 8 mil millones de años y se midieron 26 millones de galaxias. En el primer trabajo publicado por HSC se "ha profundizado" hasta hace 10 mil millones de años, midiendo 10 millones de galaxias. Ello se ve en este gráfico:

HSC project/UTokyo

Restricciones cosmológicas sobre la grumosidad del Universo actual ("clumpiness", parámetro cosmológico S8) calculada usando observaciones en diferentes momentos en el Universo. La medición HSC (rojo) se encuentran entre las mediciones más lejanas utilizando lentes gravitacionales débiles. Aquí se compara con los resultados de Planck obtenidos a partir de observaciones del fondo cósmico de microondas en el Universo primitivo y con otros experimentos contemporáneos de lentes débiles, KiDS y DES

El presente estudio del HSC que se titula Cosmology from cosmic shear power spectra with Subaru Hyper Suprime-Cam first-year data apunta a una grumosidad inferior a la calculada por Planck y DES, aunque superior a la de KiDS. Se lee en el abstract de este trabajo :

“En comparación con las restricciones del fondo cósmico de microondas de Planck, nuestros resultados prefieren valores ligeramente inferiores de S8, aunque los tests estadísticos Bayesianos no muestran evidencia significativa de discordancia entre estos resultados … Los datos completos de HSC de 2019 contendrán siete veces más de área, y conducirán a una mejora significativa de las restricciones cosmológicas”

HSC project/UTokyo

HSC calcula un Universo un poco menos grumoso que el predicho por Planck. En esta imagen superior se ilustra la diferencia, leve pero distinguible en grandes simulaciones computacionales. ¿Es esta diferencia una fluctuación estadística? Los astrónomos de todo el mundo continúan recopilando más y más datos para responder a esta pregunta.

Los detalles del documento científico Cosmology from cosmic shear power spectra with Subaru Hyper Suprime-Cam first-year data son muy técnicos, pero me interesa destacar:

1) Esta figura:

HSC project/UTokyo

En ella se observa que el valor de la Constante de Hubble que proporciona este trabajo está más cerca de valor 67.7 (km/s)Mpc de Planck que del valor de Adam G. Riess et. al. del universo cercano de 73.5 (km/s)/Mpc del que hablábamos en ¿Planck contra Hubble?

2) Y también esta otra figura:

HSC project/UTokyo

En ella se observa (área roja), como combinando los trabajos de HSC-Year1 + Planck + Oscilaciones Acústicas de Bariones BAO + Joint Light-curve Analysis JLA supernovae SNe, se obtiene como valor del parámetro de la ecuación de estado de la energía oscura

w = - 1.00 +/- 0.04

Que es compatible con el valor teórico -1 que corresponde a la caracterización más simple posible de la energía oscura, que es identificarla con la Constante Cosmológica Λ de Einstein

Información adicional en Cosmological constraints from the first-year Subaru Hyper Suprime-Cam survey y en First-year Subaru Hyper Suprime-Cam survey results yield cosmological constraints

Seguiremos atentos a las novedades en Cosmología, saludos.

[Alriga]

Nuevo trabajo del Institute of Cosmology and Gravitation, presentado el 09/11/2018 en la Conferencia Especial del Dark Energy Survey DES en la Royal Astronomical Society in London.

Presentamos una medición mejorada de la Constante de Hubble (Ho) usando el método de 'escalera de distancias inversa', que añade la información de 207 supernovas de Tipo Ia (SNe Ia) de (Dark Energy Survey, DES) de corrimientos al rojo 0.018 < z < 0.85 a las mediciones de distancia existentes de 122 mediciones de corrimiento al rojo bajo (z < 0.07) SNe Ia (Low-z) y mediciones de Oscilaciones Acústicas de Bariones (BAOs).

Mientras que las mediciones tradicionales de Ho con SNe Ia utilizan una escala de distancias de paralaje y estrellas variables Cefeidas, la escala de distancias inversas se basa en mediciones de distancias absolutas de los BAOs para calibrar la magnitud intrínseca de SNe Ia. Encontramos Ho = 67.77 +/- 1.30 (km/s)/Mpc (incertidumbres estadísticas y sistemáticas, 68% de confianza).

Nuestra medición hace suposiciones mínimas sobre el modelo cosmológico subyacente, y nuestro análisis fue ciego para reducir el sesgo de confirmación. Examinamos las posibles incertidumbres sistemáticas y todas están actualmente por debajo de las incertidumbres estadísticas. Nuestro valor Ho es consistente con las estimaciones derivadas del Fondo Cósmico de Microondas asumiendo un universo LCDM (Planck Collaboration et al. 2018).

First Cosmological Results using Type Ia Supernovae from the Dark Energy Survey: Measurement of the Hubble Constant

Notad que este resultado es del Universo cercano, z < 0.85 (es decir hace 7 mil millones de años o menos) y concuerda con la medida en el Universo joven de Planck (CMB) z = 1090 (hace más de 13700 millones de años) que da Ho = 67.66 +/- 0.42 (km/s)/Mpc

Recordad en cambio, que las medidas de Riess et. al. de las que hablábamos en Planck contra Hubble también eran del universo cercano, pero se usaron otros métodos (Cefeidas) que daban un resultado de Ho = 73.52 +/- 1.62 (km/s)/Mpc en tensión con el resultado del satélite Planck.

Saludos.

[Alriga]

Recién publicado otro intento de resolver la tensión en la constante de Hubble, Early Dark Energy Can Resolve The Hubble Tension (Vivian Poulin, Tristan L. Smith, Tanvi Karwal, Marc Kamionkowskien) el que se inventan una “Energía Oscura Temprana”, (Early Dark Energy EDE) para hacer cuadrar los números. Dice el abstract:

Una energía oscura temprana (EDE) que se comporta como una constante cosmológica en los primeros tiempos (redshifts z ≳ 3000) y luego decae como la radiación o más rápido en tiempos posteriores, puede resolver la tensión de Hubble.

En estos modelos, el horizonte acústico en el desacoplamiento se reduce, comportando en un valor mayor del parámetro Ho de Hubble inferido a partir del fondo cósmico de microondas (CMB)

Consideramos dos modelos físicos para esta EDE, uno que involucra un campo escalar oscilante y otro de un campo que se desliza lentamente. Realizamos un cálculo detallado de la evolución de las perturbaciones en estos modelos.

Un estudio Markov Chain Monte Carlo en el espacio de parámetros para los parámetros EDE, junto con los parámetros cosmológicos estándar, identifica regiones en las que Ho inferido de los datos de Planck CMB, concuerda con las medidas locales de SH0ES.

En estas cosmologías, las actuales oscilaciones acústicas de bariones y los datos de supernovas se describen con tanto éxito como en ΛCDM, mientras que el ajuste a los datos de Planck se mejora ligeramente.

Los futuros estudios de CMB y de estructuras a gran escala examinarán más a fondo este escenario.

A mí me parece todo bastante retorcido y completamente ad-hoc, pero lo comparto por si algún compañero quiere profundizar y le apetece leerse el paper.

Saludos.

[Richard R Richard]

Una energía oscura temprana (EDE) que se comporta como una constante cosmológica en los primeros tiempos (redshifts z ≳ 3000)

yo recuerdo que el z del CMB era z= 1100 .... como tienen 3000 , es un galerazo!!!???,* o que me perdido de la teoría, existen z>1100??

de https://es.wikipedia.org/wiki/Corrimiento_al_rojo

La radiación de fondo de microondas tiene un desplazamiento hacia el rojo de z=1089, es decir, unos 379,000 años después del Big Bang y una distancia de más de 46 billones de años luz.

como es que habría radiación antes de la recombinación.... bueno seguro que es algo que no he entendido, pero antes de de esos 379000 años cada fotón era reabsorbido por los electrones, y por todo lo que allí hubiera... de que radiación hablan entonces...

He traducido por google parte del artículo porque no le entiendo bien, pero creo que esa EDE, se desintegra o bien antes o bien después de z= 3000 y eso resuelve la Tensión de Planck , de la que hablamos en este hilo ...

buscando mas encontre este otro articulo https://arxiv.org/abs/1801.07260 tambien habla de la existencia de una constante cosmológica de energía oscura que podría hacer desacoplar fotones antes del CMB, la traducción de google del abstract

El modelo de materia oscura fría ( CDM) representa el modelo estándar actual en cosmología. Dentro de esto, hay una tensión entre el valor de la constante de Hubble, , inferida de los indicadores de distancia local y la escala angular de las fluctuaciones en el Fondo de Microondas Cósmico (CMB). Investigamos si la tensión es lo suficientemente significativa como para justificar una nueva física en la forma de modificar o agregar componentes de energía al modelo cosmológico estándar. Encontramos que las explicaciones de energía oscura en los últimos tiempos están un poco desfavorecidas, mientras que un componente de energía oscura extra que desacopla el pre-CMB tiene una evidencia bayesiana marginalmente positiva. Una ecuación constante del estado de la densidad de energía temprana adicional se limita a 0.086ΛΛH0+ 0.04- 0.03. Aunque este valor se desvía significativamente de 1/3, válido para la radiación oscura, este último no está desfavorecido en base a la evidencia bayesiana. Si la tensión persiste, las estimaciones futuras de en el nivel del 1 podrán determinar de manera decisiva cuál de las explicaciones propuestas se ve favorecida. H0%

https://arxiv.org/pdf/1801.07260.pdf


ya no se si son o no otros que compraron el diario de hoy para publicar ayer...



* cuando el mago saca al conejo de la galera...

[Alriga]

* Al desacoplamiento, que crea el CMB, le corresponde z = 1089.8 Este estudio no lo cambia por 3000, lo que dice es que en z = 3000 es cuando actuó ese campo que se inventan, que dejó su huella en el universo de tal manera que cuando se produjo posteriormente el desacoplamiento, provocó que el parámetro de Hubble fue de mayor valor que el que se calcula normalmente según concordante a partir del CMB.

* Antes del desacoplamiento (z = 1089.8) no se pueden medir desplazamientos al rojo, puesto que no nos llegan fotones de esa época. Cuando los cosmólogos hablan de redshifts mayores de 1089.9 incurren en un abuso de lenguaje. Mientras podemos medir z (quasares y galaxias) tenemos la relación entre z y el factor de escala "a” que es:



Lo que hacen es extrapolar esa relación y en vez de decir que en tal época el factor de escala era a = 1/3001 (las distancias en el universo eran 3001 veces menores que ahora) dicen z = 3000 y se quedan tan frescos, (los cosmólogos son así)

* Naturalmente que había radiación antes de la recombinación y muchísima. En la composición energética actual del universo (T = 2.73 K) la radiación tiene un ratio



Es decir, actualmente la radiación es menor del 0.01% de la composición energética del universo. Pero en el desacoplamiento z=1089.8 y K el ratio era del 24% y anteriormente al desacoplamiento aun mayor. Precisamente en o hablando mejor en (unos 64 mil años después del big-bang) la temperatura era de 8200 K y la radiación era aproximadamente el 47% de la composición energética del universo: es decir había una burrada de fotones "calientes" que eran continuamente emitidos/reabsorbidos/dispersados por la sopa de plasma de electrones, protones y núcleos de helio que constituían el otro 53% del contenido energético del universo.

El universo al expandirse se iba enfriando y al bajar la temperatura hasta aproximadamente esos 2973 K, en a = 1/1090.8 (372 mil años después del big-bang), los electrones que se unen a los núcleos formando átomos de hidrógeno y helio (“recombinación”) ya no pueden ser arrancados por fotones tan fríos: el plasma ha desaparecido convertido en átomos y la población residual de fotones con espectro energético de cuerpo negro a 2973 K vuela libremente por el universo.

Saludos.

[Alriga]

... esto es lo que intenta The Dark Energy Survey (DES) estudiando galaxias en una esfera de 8.000 millones de años centrada en nosotros, por lo tanto objetos del universo como mínimo 6.000 millones de años posteriores al CMB.

El proyecto DES utiliza el telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros de diámetro ubicado en Cerro Tololo (Chile) que está equipado con una cámara digital de última generación llamada Dark Energy Camera, (DECam) Esta cámara permite captar imágenes en longitudes de onda ópticas e infrarrojas cercanas con gran sensibilidad y un enorme campo de visión de 2,2º

El Dark Energy Survey investigará durante un período de 5 años (2013-2017) la dinámica del universo “cercano” y de su estructura a gran escala, fotografiando en total 1/8 del cielo y usando cuatro técnicas:

* Supernovas de Tipo Ia

* Oscilaciones Acústicas de Bariones

* Cuantificación del número de grupos y cúmulos de galaxias

* Lentes gravitacionales débiles

Pues bien, acabo de ver que DES publica varios documentos con resultados del 1er año de observaciones, (agosto 2013-agosto 2014) en el que se monitoreó 1/30 del cielo ...

¡¡ Hoy leo que el proyecto Dark Energy Survey (DES) ha concluido con éxito el trabajo de toma de datos !!. A partir de ahora empieza el análisis de los mismos, esperamos que nuevas publicaciones relevantes en cosmología aparezcan en los próximos meses.

Me entero que en DES, Científicos del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Institut de Ciències de l'Espai (ICE-CSIC)/Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), el Institut de Física d'Altes Energies (IFAE) y el Instituto de Física Teórica (UAM-CSIC) integran la contribución española al proyecto, DES-Spain. Dark Energy Survey es una colaboración de más de 400 científicos de 26 instituciones en siete países Dark Energy Survey. Colaboration and sponsors

La noticia en castellano la he leído en El Dark Energy Survey completa su objetivo de adquisición de datos

Aunque la toma de datos del proyecto DES haya finalizado, la DECam permanecerá montada en el telescopio Víctor Blanco de Cerro Tololo durante 5 o 10 años más, y continuará siendo un instrumento de enorme utilidad para otros estudios astronómicos de colaboraciones de todo el mundo: El Dark Energy Survey cartografía un octavo del cielo en busca de energía oscura

Saludos.