Es posible que los científicos hayan encontrado un error significativo en su entendimiento de la energía oscura, la enigmática fuerza del cosmos. Podría no ser constante. Una buena noticia con implicaciones positivas para el futuro del universo. Su final podría estar más lejos de lo estimado.
La energía oscura y la materia oscura, lejos de cualquier connotación tenebrosa, son términos que los físicos utilizan para describir dos fenómenos cósmicos que, a pesar de su presencia confirmada, siguen siendo desconocidos en gran medida. Los instrumentos humanos más avanzados aún no pueden detectar directamente la materia oscura. Sin embargo, su existencia es indiscutible para los científicos. Sus efectos gravitacionales sobre la materia ordinaria son evidentes y medibles.
La energía oscura, por otro lado, es todavía más misteriosa. Aunque los astrofísicos conocen menos de ella que la materia oscura, la mayoría sostiene que es la fuerza motriz de la expansión acelerada del universo. A pesar de la falta de comprensión completa, la energía y la materia oscuras son fundamentales en la percepción del cosmos y su funcionamiento.
Aunque a menudo se confunden, son dos entidades distintas que con roles cruciales en la composición y evolución del universo. La materia oscura, que constituye aproximadamente el 25% de la masa-energía total del universo, es un componente invisible que no emite ni absorbe luz, pero cuya presencia puede inferirse por su influencia gravitatoria sobre la materia visible. Por otro lado, la energía oscura, que representa alrededor del 68% de la masa-energía total del universo, es una forma de energía que permea todo el espacio.
Podría no ser constante
En un giro sorprendente, los astrónomos han encontrado que la energía oscura, la enigmática fuerza que impulsa la expansión del universo, podría no ser constante. El descubrimiento proviene del estudio más grande y preciso hasta ahora de la historia cósmica. Los nuevos datos sugieren que la energía oscura podría ser dinámica, fortaleciéndose, debilitándose, invirtiéndose o desapareciendo con el tiempo.
Adam Riess, laureado con el Premio Nobel de Física en 2011 por el descubrimiento de la energía oscura, califica este hallazgo como un “BFD” (Big Fucking Dump), una expresión coloquial utilizada por los científicos para describir acontecimientos extremos en el universo primitivo.»Podría ser la primera pista real sobre la naturaleza de la energía oscura en 25 años», dice.
El descubrimiento, si se confirma, podría liberarnos de una predicción sombría sobre el destino final del universo. Si la energía oscura fuera constante, eventualmente alejaría a todas las estrellas y galaxias hasta el punto de desintegrar los átomos. El quedaría universo en un estado eterno de depresión cósmica. Aunque el hallazgo es prometedor, la incertidumbre persiste. La probabilidad de que sea una casualidad estadística es de 1 en 400. Lejos del estándar de oro para un descubrimiento: una probabilidad de uno en 1.7 millones.
Primera sorpresa
El hallazgo se dio a conocer en el primer informe de progreso del instrumento espectroscópico de la energía oscura. Una colaboración internacional que intenta crear un mapa tridimensional de 40 millones de galaxias a lo largo de 11.000 millones de años de tiempo cósmico. Aunque solo se han mapeado 6 millones de galaxias en el primer año, los resultados ya desafían las suposiciones existentes sobre la energía oscura.
Michael Levi y Nathalie Palanque-Delabrouille, involucrados en el proyecto, han expresado su sorpresa por el hallazgo. El DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) es una herramienta de investigación astronómica que se utiliza en encuestas espectroscópicas de galaxias distantes. En el primer año de resultados simplemente se confirmó lo que ya se sabía. Sin embargo, el universo todavía tiene algunas sorpresas reservadas. Cuando los científicos fusionaron su mapa con otros datos cosmológicos constataron que los resultados no se alineaban con el modelo estándar del universo, que asume que la energía oscura es constante e inmutable. En cambio, los datos parecían indicar que la energía oscura era variable.
Un indicio
Nathalie Palanque-Delabrouille describió este hallazgo como algo más que una simple curiosidad. Lo calificó como un indicio que, aunque no constituye una prueba, es ciertamente interesante y ha captado la atención de la comunidad de cosmólogos. Wendy Freedman, astrofísica de la Universidad de Chicago, elogió el estudio, y dijo que sus resultados podrían abrir una posibilidad para entender la energía oscura. El componente dominante y misterioso del universo.
Michael Turner, que acuñó el término “energía oscura”, expresó su entusiasmo por los resultados. A pesar de reconocer la complejidad de combinar conjuntos de datos, y considerando que son los primeros resultados, Turner ve evidencias en ellos de que la energía oscura no es constante. «Es la mejor noticia desde que se confirmó la aceleración cósmica hace más de dos décadas», subrayó.
El Dr. Riess, de la Universidad Johns Hopkins, sugiere que si el “indicio” se confirma podría desafiar otras mediciones cosmológicas, como la edad o el tamaño del universo. Enfatizó que el resultado es fascinante y merece una consideración seria.
Energía misteriosa
La energía oscura, un concepto que se introdujo en 1998 cuando se descubrió que la expansión del universo se aceleraba en lugar de desacelerarse, ha sido un debate constante. Inicialmente se pensó que la energía oscura actuaba como el factor de distorsión conocido como «lambda». Einstein consideraba que Lambda era una propiedad del espacio. A medida que el universo se expandía y había más espacio, también había más energía oscura, empujando cada vez más fuerte y conduciendo a un futuro desenfrenado y oscuro. El factor lambda lo introdujo en sus ecuaciones para explicar por qué el universo no colapsaba por su propia gravedad.
La energía oscura se convirtió en una parte integral del modelo estándar del universo, conocido como LCDM (Lambda-Cold Dark Matter). Un modelo cosmológico que representa la explicación más aceptada del Big Bang. Consiste en un 70% de energía oscura (Lambda), un 25% de materia oscura fría (una variedad de partículas exóticas de movimiento lento) y un 5% de materia atómica. Aunque el nuevo telescopio espacial James Webb ha desafiado este modelo, aún no lo ha desacreditado por completo. Sin embargo, surge la pregunta: ¿Y si la energía oscura no fuera constante como se supone en el modelo cosmológico?
Lo que lleva a un parámetro llamado w, que mide la densidad o intensidad de la energía oscura. En la versión de Einstein de la energía oscura permanece constante, con un valor de -1, durante toda la vida del universo. Los cosmólogos han utilizado este valor en sus modelos durante 25 años. Pero esa versión más simple de la energía oscura ahora está siendo cuestionada por el instrumento espectroscópico de la energía oscura, cuya precisión permite ir más allá. El Dr. Palanque-Delabrouille sugiere que la densidad de la energía oscura no sería constante, sino que fluctuaría y evolucionaría con el tiempo.
Redefinir el modelo del universo
El instrumento espectroscópico de la energía oscura se diseñó para verificar la constancia de la energía oscura midiendo la velocidad de expansión del universo en diferentes momentos del pasado. Utilizando un telescopio equipado con 5.000 detectores de fibra óptica, los científicos pudieron realizar espectroscopia en múltiples galaxias simultáneamente y determinar a qué velocidad se alejaban de la Tierra. Para medir la distancia, los investigadores utilizaron protuberancias en la distribución cósmica de las galaxias conocidas como oscilaciones acústicas de bariones.
Al reunir todos los datos, los investigadores descubrieron que la hipótesis habitual de una energía oscura constante no describía adecuadamente la expansión del universo. Las galaxias de las tres épocas más recientes parecían estar más cerca de lo que deberían. Palanque-Delabrouille señala que es un indicio de que las propiedades de la energía oscura podrían desviarse de una constante cosmológica simple.
Sin embargo, recalca que aún no lo llamaría evidencia. «Es muy débil», dijo.
Turner explicó que el modelo LCDM está siendo sometido a pruebas de precisión desde todas las direcciones y, aunque está funcionando bien, parece que algo no encaja perfectamente y el instrumento espectroscópico de la energía oscura proporciona el último indicio en este sentido. El tiempo y más datos determinarán el destino de la energía oscura y del modelo del universo de los cosmólogos.
La energía oscura se ha convertido en un tema de investigación activa en la física y la cosmología. Se han propuesto diversas teorías para explicar su naturaleza y origen, incluyendo la inflación cósmica y la existencia de un universo paralelo. El nuevo indicio quizás conduzca a una explicación definitiva sobre su naturaleza y origen. Tal vez despeje los grandes misterios del universo.
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