El primero de mayo de 2015 un grupo de científicos predijo que el siguiente noviembre veríamos una estrella convertirse en supernova a mil millones de años luz de distancia en una galaxia espiralada llamada SP1149 esta fue la primera vez que alguien intentó predecir una supernova y es por una buena razón son increíblemente inusuales e impredecibles para una estrella que tiene 8 veces más masa que el sol la supernova señala el fin de su ciclo vital se acaba el combustible en su núcleo y la estrella colapsa sobre sí misma y tras su compresión de materia explota violentamente una supernova puede ser tan brillante como una galaxia y la luz que emite sigue un patrón predecible brilla con potencia durante semanas y luego se desvanece en un período de meses pero la supernovas son poco comunes en cualquier galaxia de cerca de 100.000 millones de estrellas en promedio se pueden encontrar solo dos por siglos así que intenta encontrar la estrella que va estallar podemos saber cuánto tiempo vivirá una estrella basándonos en su masa luminosidad y temperatura de color estos datos señalan en qué estadio de su ciclo vital se encuentra pero el cálculo exacto de cuando una gran estrella se hará supernova tiene amplios márgenes de error veamos la supergigante roja Betelgeuse en nuestra galaxia la Vía láctea es una gran cantidad para volverse supernova los científicos creen que Betelgeuse explotará en cualquier momento en los próximos 100.000 años cuando lo haga brillará tanto que será posible verla durante el día y competirá en luminosidad con la luna llena por las noches en comparación con la esperanza de vida de una estrella 100.000 años es un período corto pero para los humanos que vivimos poco tiempo parece ser una eternidad no fue fácil para los científicos que predijeron que veríamos una supernova en noviembre de 2015 solicitar tiempo en el telescopio Hubble para obtener fotografías de la galaxia SP1149 sin embargo su pedido fue aceptado podrían obtener imágenes de aquel sector del cielo cerca de una vez al mes desde el 30 de octubre porque antes la galaxia se encontraba demasiado cerca del sol para poder apuntar con el hub en esta primera imagen obtenida a fines de octubre no hay una supernova la siguiente imagen fue tomada el 14 de noviembre nuevamente no hay supernova pero en la tercera imagen tomada el 11 de diciembre bingo se observa una supernova exactamente donde predijeron y casi exactamente cuando dijeron que sucedería entonces cómo fueron capaces de predecir una supernova con tanta precisión la realidad es que habían observado esta misma supernova antes no una vez ni dosis sino cuatro veces antes un año y cuatro meses antes de las predicciones del telescopio Hubble tomó esta imagen ves esos cuatro puntos brillantes esas son múltiples imágenes de esa misma supernova la razón por la que vemos la misma supernova en cuatro sitios diferentes es porque hay una lente entre nosotros y la explosión estelar no una lenta hecha de vidrio por supuesto sino una lente gravitacional hecha de una enorme cantidad de materia ordinaria y materia oscura las lentes gravitacionales tienden a magnificar objetos distantes y elevar su brillo aparente ya que sus rayos de luz se concentran esto transforma la imagen que obtenemos de galaxias lejanas en Arcos lineas y todo tipo de formas curiosas y por supuesto para algún observador en una galaxia lejana la luz de nuestro propio Sol y la Vía Láctea pueden verse similarmente deformados los componentes esenciales de las lentes gravitacionales son tres la fuente la lente y el telescopio si la lente y la fuente son esféricamente simétricas y si la fuente la lente y el telescopio están perfectamente alineados obtenemos lo que se conoce como anillo de Einstein la luz de la fuente se curva alrededor de la lente de igual manera en todas las direcciones ofreciéndonos la imagen de un anillo difuminado si la fuente y la lente son esféricamente simétricas pero no están perfectamente alineadas la imagen muestra interrupciones en el anillo de Einstein dándonos dos semicírculos y si la fuente la lente y el telescopio están alineados pero la lente no es axialmente simétrica por ejemplo podría tener forma elíptica lo que obtenemos son cuatro imágenes en forma de cruz la cruz de Einstein entonces lo que sucedió con nuestra supernova fue que en 9.300 millones de años atrás una estrella agonizante en una galaxia lejana explotó y se convirtió en una supernova la explosión generó torrentes de luz en todas las direcciones hace unos 5000 millones de años antes de que la Tierra existiese ese torrente de luz se encontró con un objeto muy masivo que curvaba el espacio-tiempo era un conjunto de galaxias llamado MACSJ1149.5 + 2223 si es un trabalenguas pero ese nombre indica dónde fue descubierto por el Massive Cluster Survey este cúmulo de galaxias está formado por muchas subestructuras masivas como galaxias individuales y aureolas de materia oscura en algún momento mientras la luz viajaba por esta región cruzó una galaxia elíptica casi perfectamente alineada con la futura posición de la Tierra la desviación gravitacional reenfocó los rayos de luz que inicialmente viajaban de maneras divergentes para converger en la Tierra esta es la razón por la que vimos a esa misma supernova en cuatro sitios diferentes no solamente la supernova apareció en cuatro lugares distintos sino que las imágenes además aparecieron en momentos distintos con relación a la primera las otras demoraron entre cinco días y tres semanas podemos medir estas demoras por la curva distintiva de la luz de la supernova algunas de las imágenes de la explosión habían avanzado más en su curva luminosa que otras este fue un descubrimiento muy afortunado porque fue la primera vez que una supernova de múltiple lente fue observada hay otros objetos que por la lente gravitacional aparecen múltiples veces en el cielo como múltiples imágenes de galaxias pero estos objetos no cambian predeciblemente por lo que no hay forma de utilizar esas imágenes para calcular la demora relativa una de las razones para las demoras en tiempo es que los cuatro caminos que ha tomado la luz tienen diferentes longitudes por esto le tomó a la luz más tiempo recorrer más distancia pero hay otra razón al cruzar el espacio tiempo curvo la luz parece viajar más lentamente en relación a un observador externo esto es menos intuitivo pero es una parte firmemente establecida y probada de la relatividad general en 1964 Erwin Shapiro sugirió que sería posible probar esta demora temporal gravitacional enviando señales de radar a Venus y luego midiendo cuánto tarda el eco en regresar según su cálculo debido a la influencia gravitacional del Sol las señales demorarían unos 200 microsegundos más y si Venus estaba del lado opuesto del Sol a comparación de cuando estaba cerca de la Tierra esta es una demora exclusivamente gravitacional sin relación a la distancia adicional que la luz debe recorrer pocos años después información experimental reveló que la demora gravitacional de la luz viajando a través del Sol era exactamente como habían calculado actualmente para determinar con precisión la distancia hasta las aeronaves Voyager y pioneers esta demora llamada Shapiro debe tenerse en cuenta quiero que veas nuevamente las cuatro imágenes de la supernova notas como la misma galaxia aparece tres veces en esta imagen esa es la galaxia donde se encuentra la supernova se encuentra modificada por la lente del cúmulo masivo de galaxias MACSJ1149.5 + 2223 de hecho este cúmulo actúa como lente para decenas de galaxias los científicos han estado estudiando y calculando la distribución de la materia en ese cúmulo mucho antes de la supernova se preguntaban si vemos cuatro imágenes de la supernova en una sola imagen de la galaxia cuando empezaremos a ver la supernova en las otras dos imágenes de esa galaxia y utilizando los modelos de la distribución de la masa y la relatividad general calcularon que en esta imagen la supernova habría aparecido 20 años antes en 1995 no existen imágenes cercanas de esta parte del cielo tomadas en el 95 así que no podemos probarlo pero en la tercera imagen de la galaxia predijeron que la supernova aparecería nuevamente en el período de un año casi exactamente cuando apareció en aquella imagen del Hubble esta predicción precisa es una fantástica confirmación de nuestro entendimiento de la luz y de la gravedad en la escala del universo pero también posee consecuencias más grandes uno de los debates más relevantes de la astronomía actuales cuán rápido se está expandiendo el universo esto es medido mediante la constante de Hubble el ritmo al cual las galaxias distantes están alejándose en relación a la distancia entre ellas hay dos métodos principales mediante los cuales esto se ha medido uno es localizar estrellas en el universo cercano cuya luminosidad absoluta conocemos así usamos su luminosidad para determinar cuán lejos se encuentran de nosotros si combinamos la información de la distancia con cuán desplazada al rojo está su luz podemos calcular a qué velocidad se expande el universo esto es conocido como el método de la escala de distancia y como resultado el valor de la constante de Hubble es de 74 kilómetros por segundo por mega-parsec esto significa que por cada mega-parsec de distancia entre galaxias en promedios estarían alejando a 74 km por segundo la otra manera de medir la constante de Hubble es estudiar las características de la radiación cósmica de fondo de microondas que es esencialmente una imagen del universo temprano utilizando el modelo estándar de la cosmología llamado Lambda CDM podemos calcular cómo se expandiría esta imagen del universo temprano el resultado obtenido con este método es 67 km por segundo por mega parce bastante más bajo que los 74 que obtenemos mediante el otro método a través de los años ambos métodos fueron refinados reduciendo sus márgenes de terror pero los resultados obtenidos no se han acercado así que en este momento los dos valores se ven realmente diferentes están al borde de ser un resultado 5 Sigma el astrofísico Joseph Shields nos ha declarado una posible crisis para la cosmología pero hay formas de medir independientemente la constante de Hubble una de ellas es observar a una supernova de múltiple lente y utilizar la demora temporal entre sus apariciones esto fue inicialmente propuesto por el astrónomo noruego Sjur Refsdal en 1964 como esta fue la primera supernova de múltiple lente observada la llamaron la supernova Refsdal los cálculos de la constante de Hubble a partir de estos datos resultan en un valor de 64 km por segundo por mega parsec aunque estos resultados tienen un amplio margen de error tienen más cercanía con las medidas de las microondas cósmicas que con las del método de escala de distancia siempre termino pensando en cuán extraño es el espacio es decir yo solía pensar en el espacio como si fuese vidrio esencialmente transparente con algunas regiones nubladas o leves distorsiones pero aquí tenemos el espacio curvando a la luz en múltiples trayectorias haciendo que el mismo evento aparezca en seis sitios distintos en el cielo separados por días semanas un año o 20 años y lo que está contenido en esas distorsiones es información sobre el funcionamiento de nuestro universo