Durante un cuarto de siglo, la energía oscura se ha perfilado como uno de los grandes misterios del cosmos. Propuesta por primera vez a finales de la década de 1990, la energía oscura pretende explicar un descubrimiento inquietante: la expansión del universo no se estaba ralentizando como cabría esperar, sino que se estaba acelerando. Las galaxias no solo se estaban distanciando. Se alejaban rápidamente unas de otras, impulsadas por una fuerza que nadie comprendía.
Ahora, un equipo de astrónomos que estudia las profundidades del pasado del universo cree que esa fuerza podría estar debilitándose. El hallazgo proviene del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura, o DESI, ubicado en un telescopio del Observatorio Nacional Kitt Peak de Arizona. Mediante 5000 diminutos ojos robóticos, el DESI ha escaneado el cielo con una precisión sin precedentes, cartografiando 15 millones de galaxias a lo largo de 11.000 millones de años. Con este enorme conjunto de datos, los astrónomos han reconstruido un mapa tridimensional del universo con un detalle sin precedentes.
Y oculta en ese mapa hay una pista sorprendente: la energía oscura podría haber alcanzado su máximo potencial hace miles de millones de años. Desde entonces, aparentemente se ha debilitado aproximadamente un 10%.
“Lo que estamos descubriendo es que, sí, hay algo que aleja a las galaxias, pero no es constante. Está disminuyendo”, declaró a The Guardian el profesor Carlos Frenk, cosmólogo de la Universidad de Durham y miembro de la colaboración DESI.
La energía oscura se está volviendo aún más extraña
Desde el principio, los científicos han asumido que la energía oscura era una constante del universo, una variante de la infame “constante cosmológica” de Einstein, un factor de corrección que inventó en 1917 y posteriormente descartó. De ser cierto, el universo se encaminaba hacia un final solitario y desolado conocido como la “gran congelación”, donde toda la materia se dispersa tanto que ni siquiera la luz puede atravesar el vacío. Pero los resultados de DESI sugieren que ese no es el camino en el que estamos.
“Es emocionante pensar que podemos estar a punto de realizar un descubrimiento importante sobre la energía oscura y la naturaleza fundamental de nuestro universo”, afirmó el profesor Alexie Leauthaud-Harnett, de la Universidad de California en Santa Cruz, portavoz del DESI.
Si la energía oscura continúa debilitándose, la expansión acelerada del universo podría ralentizarse, e incluso revertirse. En ese caso, las galaxias comenzarían a unirse. El universo colapsaría sobre sí mismo en un final fulminante conocido como el “big crunch”. A los físicos les encantan los finales épicos.
“Es justo decir que este resultado, tomado al pie de la letra, parece ser la mayor pista que tenemos sobre la naturaleza de la energía oscura en los ~25 años desde que la descubrimos”, dijo al New York Times Adam Riess, premio Nobel de astrofísica que codescubrió la energía oscura pero que no participó en la nueva investigación.
Pistas contradictorias
Los resultados, presentados la semana pasada en la reunión de la Sociedad Americana de Física en California, aún no han superado la revisión por pares (pero se espera su publicación en la revista Physical Review D). Están muy por debajo del estándar de oro en física en cuanto a la confianza en un resultado: cinco sigmas, o una probabilidad de 1 entre 3,5 millones de que los resultados sean una casualidad. En cambio, los datos se sitúan en 4,2 sigmas, una probabilidad de 1 entre 50.000. Aún así, algunos expertos ya están convencidos.
“No estoy indeciso”, dijo Frenk. “Para mí, este es un resultado contundente. Estamos presenciando la caída del viejo paradigma y el surgimiento de uno nuevo”.
Otros se mantienen cautelosos.
“Mi conclusión de este análisis es que las mediciones aún no aportan evidencia decisiva de la evolución de la energía oscura”, declaró el profesor George Efstathiou, de la Universidad de Cambridge, a The Guardian. “Podrían aportarla a medida que el DESI recopile más datos”.
Las aguas cósmicas se ven aún más enturbiadas por los nuevos resultados de un telescopio completamente diferente: el Telescopio Cosmológico de Atacama (ACT) en Chile. El ACT publicó recientemente los mapas más nítidos hasta la fecha de la luz más antigua del universo, el fondo cósmico de microondas (CMB), de cuando el universo tenía tan solo 380.000 años.
Estos mapas confirman las predicciones del modelo estándar de cosmología, incluyendo la idea de una energía oscura constante. En otras palabras, el universo primitivo se ve exactamente como debería.
Pero los hallazgos del ACT sólo reflejan el pasado distante, cuando el Universo era apenas un “bebé”, no los miles de millones de años más recientes, donde el DESI está detectando el cambio aparente.
El extraño destino de todo
Para comprender lo que está en juego, conviene recordar cómo la energía oscura obtuvo su nombre. En 1998, dos equipos de astrónomos midieron el brillo de supernovas distantes: explosiones estelares tan brillantes que pueden verse a través del cosmos. Estas explosiones actúan como patrones cósmicos. Para sorpresa de los equipos, las supernovas parecían más tenues de lo esperado, lo que significa que estaban más lejos de lo que deberían haber estado, incluso en un universo en expansión. Esto indicó a los astrónomos que el universo no solo se estaba expandiendo, sino que se estaba acelerando.
Eso fue impactante. Las fuerzas conocidas de la física no podían explicarlo. Así que los científicos llamaron al impulsor “energía oscura”, algo que ahora sabemos que constituye alrededor del 70% del universo, pero que permanece invisible e inexplicable.
Las implicaciones de los nuevos estudios del DESI son asombrosas. Si la energía oscura se está desvaneciendo, el universo podría no estar condenado al frío y al silencio eternos. En cambio, algún día podría volver a un estado estable o colapsar en una implosión cósmica. Pero nadie sabe por qué la energía oscura se comportaría de esta manera.
“Es justo decir que no tenemos ni idea de qué es la materia oscura ni la energía oscura”, dijo el profesor Ofer Lahav del University College de Londres. “La teoría de la energía oscura constante ya es suficientemente compleja. Pienso: ‘Como si las cosas no fueran suficientemente complicadas’. Pero también se puede ver de forma más positiva. Durante 20 años hemos estado atrapados con la energía oscura. Ahora los físicos tienen nuevas preguntas”.
En los próximos años, llegarán más datos. El DESI continúa su estudio. Otros instrumentos, desde el próximo Telescopio Espacial Roman de la NASA hasta el Euclid de Europa, se unirán a la búsqueda. Cada uno aportará información al panorama, revelando diferentes facetas de esta esquiva fuerza.
Por ahora, la energía oscura sigue siendo tan misteriosa como siempre. Pero por primera vez en décadas, hay un atisbo de que algo podría estar cambiando.
Como lo expresó el profesor Will Percival, de la Universidad de Waterloo: «Esto es un pequeño impulso para este campo. Ahora tenemos algo que perseguir».
Fuente: ZME Science.