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The DESI results impact the local determination of $H_0$

Este artículo demuestra que la incorporación de la evidencia de DESI sobre la energía oscura evolutiva en las mediciones locales de la constante de Hubble ( $H_0$ ) reduce el valor inferido hasta en $2.5\,\mathrm{km\,s^{-1}Mpc^{-1}}$ en comparación con los supuestos estándar de $\Lambda$ CDM, un cambio que se mitiga pero sigue siendo significativo cuando se combina con datos de CMB y SNIa, resaltando así el impacto de los supuestos de la cosmología de fondo en la tensión de Hubble.

Autores originales: Michael S. Turner, Dragan Huterer

Publicado 2026-06-05

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CC BY 4.0

Autores originales: Michael S. Turner, Dragan Huterer

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita ni avalada por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo

Imagina que el universo es un globo gigante en expansión. Durante décadas, los cosmólogos han intentado medir exactamente qué tan rápido se está inflando este globo en este momento. Esta velocidad se llama la Constante de Hubble ( $H_0$ ).

Aquí está el problema: cuando medimos la velocidad observando estrellas y galaxias cercanas (el método "local"), obtenemos un número. Cuando miramos hacia atrás, a la foto de la infancia del universo (el Fondo Cósmico de Microondas), y usamos nuestras mejores teorías para predecir cuál debería ser la velocidad hoy, obtenemos un número ligeramente diferente y más lento. Este desajuste se conoce como la Tensión de Hubble. Es como si dos velocímetros diferentes en el mismo coche te dieran lecturas distintas, y nadie sabe cuál de los dos tiene razón.

Este artículo, escrito por Michael Turner y Dragan Huterer, sugiere que el velocímetro "local" podría estar ligeramente equivocado porque hemos estado usando el mapa incorrecto para leerlo.

El Mapa y el Terreno

Para medir la velocidad local del universo, los astrónomos observan qué tan lejos están las cosas y qué tan rápido se alejan. Para determinar "qué tan lejos", necesitan un mapa de la historia del universo.

Durante mucho tiempo, todo el mundo utilizó el mismo mapa, llamado $\Lambda$ CDM. Este es un mapa muy simple y estándar que asume que la expansión del universo ha sido suave y predecible, impulsada por una fuerza constante llamada Energía Oscura. Usando este mapa, las mediciones locales dicen que el universo se expande a una velocidad de 73.5 unidades.

Sin embargo, un nuevo y muy potente instrumento de telescopio llamado DESI (Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura) observó recientemente el universo y encontró algo extraño. Los datos sugieren que la Energía Oscura no es constante; podría estar cambiando con el tiempo, como un coche que acelera o desacelera. El DESI prefiere un mapa más complejo (llamado $w_0w_a$ CDM) que permite este cambio.

El Efecto del "Mapa Equivocado"

Los autores de este artículo se hicieron una pregunta simple: ¿Qué pasa con nuestra medición de la velocidad local si dejamos de usar el mapa simple y antiguo y empezamos a usar el nuevo y complejo mapa que le gusta al DESI?

Corrieron los números usando los mismos datos locales (las mismas estrellas y galaxias) pero intercambiaron el mapa. Esto es lo que encontraron:

El Desplazamiento: Cuando usaron el nuevo mapa favorecido por el DESI, la velocidad calculada del universo disminuyó.
La Magnitud:
- Si solo usaron los nuevos datos del DESI, la velocidad cayó tanto como 2.5 unidades.
- Si combinaron los nuevos datos del DESI con otros datos cósmicos (como la foto de la infancia del universo y explosiones de supernovas), la velocidad cayó aproximadamente 1.1 unidades.

Una Analogía Creativa: El GPS y la Carretera

Piensa en la medición local de la Constante de Hubble como un GPS que intenta decirte tu velocidad.

La Forma Antigua ( $\Lambda$ CDM): Le dices al GPS: "Asume que la carretera es perfectamente recta y plana". El GPS calcula tu velocidad basándose en esa suposición y dice: "Vas a 73.5 mph".
La Nueva Forma (DESI): El instrumento DESI mira la carretera más adelante y dice: "En realidad, la carretera tiene una ligera colina y una curva justo aquí".
El Resultado: Cuando le dices al GPS que recalcule tu velocidad teniendo en cuenta esa colina y esa curva, dice: "Ah, si la carretera tiene una curva, tu velocidad real está más cerca de 72.4 mph".

El artículo argumenta que la medición local de la velocidad del universo no es un número fijo; depende fuertemente de la forma de la "carretera" (la cosmología) que asumimos que existe a distancias cortas.

Por qué esto importa para la "Tensión"

La Tensión de Hubble existe porque el método de la "Foto de la Infancia" dice que la velocidad es 68, y el método "Local" dice que es 73.5. Ese es un gran vacío.

Este artículo sugiere que el método "Local" podría estar sobreestimando la velocidad porque está usando un mapa demasiado simplificado. Si el universo se está comportando realmente como sugiere el nuevo mapa del DESI (con una Energía Oscura cambiante), la velocidad local no es 73.5; es en realidad más cercana a 72.4 o incluso menor. Esto no resuelve la tensión por completo (72.4 sigue siendo mayor que 68), pero reduce la brecha. Nos dice que la medición "local" no es tan independiente de nuestras teorías como pensábamos. El valor que obtenemos depende de la historia de fondo que contamos sobre el universo.

La Conclusión

Los autores concluyen que no podemos tratar la medición local de la velocidad del universo como un hecho independiente. Está profundamente ligada a nuestras suposiciones sobre cómo funciona el universo a distancias cortas.

Si la Energía Oscura es constante: La velocidad es ~73.5.
Si la Energía Oscura está evolucionando (como sugiere el DESI): La velocidad cae a ~72.4 o menos.

Esto significa que la "Tensión de Hubble" podría no ser solo un error de medición o la necesidad de nueva física en el universo temprano; también podría ser una señal de que nuestra comprensión de la historia reciente del universo (los últimos miles de millones de años) necesita una actualización seria. El "velocímetro" está funcionando bien, pero el "mapa" que está leyendo podría necesitar ser redibujado.

Resumen Técnico: El impacto de los resultados de DESI en las determinaciones locales de la constante de Hubble

Planteamiento del problema
El artículo aborda la "tensión de Hubble", la discrepancia persistente entre la determinación local de la constante de Hubble mediante la escalera de distancias ( $H_0 \approx 73.50 \pm 0.81$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$ ) y la determinación indirecta derivada de los datos del Fondo Cósmico de Microondas (CMB) asumiendo el modelo estándar $\Lambda$ CDM ( $H_0 \approx 68 \pm 0.5$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$ ). Mientras que se ha prestado mucha atención a las modificaciones del "universo temprano" (por ejemplo, la energía oscura temprana) para resolver esta tensión, los autores investigan la dependencia de las determinaciones locales de $H_0$ respecto a la cosmología de fondo asumida en desplazamientos al rojo bajos ( $z \lesssim 0.1$ ). Específicamente, examinan cómo los resultados recientes del Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), que sugieren una energía oscura en evolución, alteran el valor local de $H_0$ cuando se analizan bajo modelos no- $\Lambda$ CDM.

Metodología
Los autores utilizan el conjunto de datos de la Red de Distancia de Hubble (H0DN), una combinación de mediciones de bajo desplazamiento al rojo ( $z \simeq 0 - 0.1$ ) utilizadas para derivar la constante de Hubble local. Emplean un código computacional que analiza estas mediciones y sus covarianzas para extraer $H_0$ bajo diversas suposiciones cosmológicas.

El estudio procede en tres etapas:

Línea de base: Establecimiento de $H_0$ utilizando el modelo estándar $\Lambda$ CDM con $\Omega_M = 0.3$ .
Variación de parámetros: Prueba la sensibilidad de la $H_0$ local a las variaciones en la densidad de materia ( $\Omega_M$ ) y en la ecuación de estado de la energía oscura ( $w$ ) dentro del marco $w$ CDM.
Modelos restringidos por DESI: Análisis del impacto del modelo $w_0w_a$ $w_{0} w_{a}$ CDM, donde la ecuación de estado de la energía oscura evoluciona como $w(a) = w_0 + w_a(1-a)$ $w (a) = w_{0} + w_{a} (1 - a)$ . Los autores muestrean los parámetros cosmológicos ( $\Omega_M, w_0, w_a$ $Ω_{M}, w_{0}, w_{a}$ ) a partir de cadenas de Markov restringidas por:
- Datos de DESI Data Release 2 (DR2) BAO por sí solos.
- DESI + CMB.
- DESI + CMB + Tipo Ia de Supernovas (SNIa) datos.

Calculan el promedio ponderado de la constante de Hubble derivada del análisis H0DN para modelos consistentes con estas restricciones, comparando los resultados con el valor de la línea de base $\Lambda$ CDM.

Contribuciones clave y resultados

Dependencia cosmológica de la $H_0$ local: Los autores demuestran que las determinaciones locales de $H_0$ no son independientes de la cosmología de fondo, incluso en desplazamientos al rojo bajos donde a menudo se asume que la Ley de Hubble ( $d_L \approx cz/H_0$ ) es suficiente. Aunque la dependencia de $\Omega_M$ es pequeña ( $\Delta H_0 \approx \pm 0.29$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$ ), la dependencia de la ecuación de estado de la energía oscura es significativa.
Impacto de los resultados de DESI: Los datos de DESI DR2 BAO prefieren un contorno en el plano $w_0$ $w_{0}$ – $w_a$ $w_{a}$ con un eje de degeneración de $w_0 = -1 - w_a/3$ $w_{0} = - 1 - w_{a} /3$ (para $w_a < 0$ $w_{a} < 0$ ), lo que indica evidencia de una energía oscura en evolución. Cuando los datos de H0DN se analizan utilizando modelos consistentes con estos contornos de DESI:
- Asumiendo solo DESI DR2, la $H_0$ inferida puede ser hasta 2.5 km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$ menor que la línea de base $\Lambda$ CDM.
- Cuando se restringe por DESI + CMB, el desplazamiento hacia abajo es de $1.1 \pm 0.38$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$ , resultando en $H_0 = 72.44 \pm 0.81 \pm 0.38$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$ .
- Cuando se restringe aún más por DESI + CMB + SNIa, el desplazamiento es de $0.5 \pm 0.1$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$ , resultando en $H_0 = 73.03 \pm 0.81 \pm 0.11$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$ .
Características de la tasa de expansión: Los modelos preferidos por DESI presentan un componente de energía oscura con un pico alrededor de $z \simeq 0.5$ , lo que crea una característica correspondiente en la historia de la tasa de expansión. Esta evolución altera significativamente la integral de la distancia de luminosidad utilizada para derivar $H_0$ a partir de datos de bajo desplazamiento al rojo.
Conexión con el CMB: Los autores señalan que moverse a lo largo de la dirección de degeneración de DESI también afecta la determinación de $H_0$ por parte del CMB. Específicamente, la $H_0$ inferida por el CMB disminuye como $(1 - w_a)^{-0.044}$ , una tendencia que tiende a mantener la tensión en lugar de resolverla.

Significado y afirmaciones
El artículo afirma que la cosmología de fondo en bajo desplazamiento al rojo no está bien restringida por los datos actuales, y esta falta de restricción introduce una incertidumbre sistemática significativa en las determinaciones locales de $H_0$ . La principal significancia del trabajo es la demostración de que los cambios en la cosmología de fondo a bajo desplazamiento al rojo, consistentes con las recientes observaciones de DESI, pueden desplazar significativamente el valor determinado localmente de la constante de Hubble.

Los autores argumentan que resolver la tensión de Hubble puede requerir considerar la física tanto en desplazamientos al rojo altos como bajos, así como la interacción entre ellos. Advierten que, si bien los modelos $w_0w_a$ CDM consistentes con los datos de DESI son útiles para sondear desviaciones de $\Lambda$ a bajos desplazamientos al rojo, pueden exhibir un comportamiento no físico en un amplio rango de desplazamientos al rojo y no deben tratarse como una alternativa cosmológica completa sin una validación adicional. En última instancia, el trabajo destaca que la medición "local" de $H_0$ es más dependiente del modelo de lo que se asumía anteriormente, añadiendo una capa de complejidad al debate de la tensión de Hubble.