El jueves, los astrónomos que realizaron lo que describen como el estudio más grande y preciso jamás realizado sobre la historia del universo anunciaron que pueden haber descubierto un error importante en su comprensión de la energía negra, la misteriosa fuerza que acelera la expansión del universo. el cosmos.
La energía oscura se consideraba una fuerza constante en el universo, tanto hoy como a lo largo de la historia cósmica. Pero los nuevos datos sugieren que podría ser más cambiante, fortalecerse o debilitarse con el tiempo, revertirse o incluso desaparecer.
“Como diría Biden, es un BFD”, dijo Adam Riess, astrónomo de la Universidad Johns Hopkins y del Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore. Compartió el Premio Nobel de Física de 2011 con otros dos astrónomos por el descubrimiento de la energía oscura, pero no participó en este nuevo estudio. «Esta puede ser la primera pista real que hemos obtenido sobre la naturaleza de la energía oscura en 25 años», dijo.
Esta conclusión, si se confirma, podría liberar a los astrónomos –y al resto de nosotros– de una oscura predicción de larga data sobre el destino final del universo. Si el trabajo de la energía oscura fuera constante a lo largo del tiempo, acabaría separando tanto a todas las estrellas y galaxias que incluso los átomos podrían desgarrarse, despojando al universo de toda vida, luz, energía y pensamiento, y condenándolo a la vida eterna. vida. Caso de blablas cósmicas. En cambio, parece que la energía oscura es capaz de cambiar de rumbo y dirigir el cosmos hacia un futuro más rico.
Las palabras clave son «podría» y «podría». El nuevo descubrimiento tiene una probabilidad entre 400 de ser una casualidad estadística, un grado de incertidumbre llamado tres sigma, que está muy lejos del estándar de oro para un descubrimiento, llamado cinco sigma: una probabilidad entre 1,7 millones. En la historia de la física, incluso los eventos cinco sigma se evaporaron cuando surgieron más datos o mejores interpretaciones de los datos.
La noticia llega en el primer informe de progreso, publicado como una serie de artículos, por una gran colaboración internacional llamada Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura, o DESI. El grupo acaba de lanzar un esfuerzo de cinco años para crear un mapa tridimensional de las posiciones y velocidades de 40 millones de galaxias a lo largo de 11 mil millones de años de tiempo cósmico. Su mapa inicial, basado en el primer año de observaciones, incluye sólo seis millones de galaxias. EL los resultados fueron publicados hoy en una reunión de la Sociedad Estadounidense de Física en Sacramento, California, y en la conferencia Moriond Meetings en Italia.
«Hasta ahora, vemos un acuerdo fundamental con nuestro mejor modelo del universo, pero también vemos diferencias potencialmente interesantes que podrían indicar que la energía oscura está cambiando con el tiempo», dijo el director de DESI, Michael Levi, en un comunicado de prensa. comunicado emitido por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, que gestiona el proyecto.
El equipo DESI no esperaba tocar fondo tan pronto, dijo en una entrevista Nathalie Palanque-Delabrouille, astrofísica del Laboratorio Lawrence Berkeley y portavoz del proyecto. El primer año de resultados fue simplemente para confirmar lo que ya se sabía, dijo: “Pensábamos que básicamente íbamos a validar el modelo estándar. »
Pero el extraño se abalanzó sobre ellos.
Cuando los científicos combinaron su mapa con otros datos cosmológicos, se sorprendieron al descubrir que no coincidía del todo con el modelo estándar del universo, por lo demás confiable, que supone que la energía negra es constante e inmutable. La variación de la energía oscura se ajusta mejor a los puntos de datos.
«Ciertamente es más que una curiosidad», dijo la Dra. Palanque-Delabrouille. “Yo llamaría a eso una pista. Sí, aún no es una prueba, pero es interesante.
Pero los cosmólogos se toman muy en serio esta alusión.
Wendy Freedman, astrofísica de la Universidad de Chicago que ha liderado los esfuerzos para medir la expansión del universo, elogió el nuevo estudio como «datos magníficos». Los resultados, afirmó, «abren la posibilidad de abrir una nueva ventana a la comprensión de la energía oscura, el componente dominante del universo, que sigue siendo el mayor misterio de la cosmología». Muy emocionante.
Michael Turner, profesor emérito de la Universidad de Chicago que acuñó el término «energía oscura», dijo en un correo electrónico: «Si bien combinar conjuntos de datos es complicado, y estos son los primeros resultados de DESI, una posible prueba de que la energía oscura no es constante Esta es la mejor noticia que he escuchado desde que se estableció firmemente la aceleración cósmica hace más de 20 años.
La energía oscura entró en la conversación en 1998, cuando dos grupos de astrónomos en competencia, incluido el Dr. Riess, descubrieron que la expansión del universo se estaba acelerando en lugar de desacelerarse, como la mayoría de los astrónomos creían que habían planeado. Las primeras observaciones parecían sugerir que esta energía oscura actuaba exactamente como un famoso factor de manipulación –designado por la letra griega Lambda– que Einstein había insertado en sus ecuaciones para explicar por qué el universo no colapsó bajo el efecto de su propia gravedad. Más tarde lo calificó como su peor error.
Pero tal vez habló demasiado pronto. Tal como lo formuló Einstein, Lambda era una propiedad del espacio mismo: cuanto más espacio había a medida que el universo se expandía, más energía oscura había, empujando cada vez más fuerte y conduciendo, en última instancia, hacia un futuro incontrolable y sin luz.
La energía oscura ha ocupado su lugar en el modelo estándar del universo conocido como LCDM, que consta de 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. Hasta ahora, este modelo ha sido golpeado pero no roto por el nuevo telescopio espacial James Webb. Pero ¿qué pasa si la energía oscura no es constante como supone el modelo cosmológico?
El problema es un parámetro llamado w, que es una medida de la densidad o vehemencia de la energía oscura. En la versión de Einstein de la energía oscura, este número 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 esta versión de la energía oscura es sólo la más simple. «Con DESI, ahora hemos logrado una precisión que nos permite ir más allá de este modelo simple», dijo el Dr. Palanque-Delabrouille, «para ver si la densidad de la energía oscura es constante en el tiempo, o si muestra fluctuaciones y evolución a lo largo del tiempo». tiempo.» tiempo.»
El proyecto DESI, que lleva 14 años en desarrollo, fue diseñado para probar la constancia de la energía oscura midiendo la rapidez con la que el universo se expandió en diferentes momentos del pasado. Para hacer esto, los científicos equiparon un telescopio en el Observatorio Nacional Kitt Peak con 5.000 detectores de fibra óptica que podrían realizar espectroscopia en tantas galaxias simultáneamente y determinar qué tan rápido se alejaban de la Tierra.
Para medir la distancia, los investigadores utilizaron protuberancias en la distribución cósmica de las galaxias, conocidas como oscilaciones acústicas bariónicas. Estas protuberancias quedaron impresas en el cosmos por ondas sonoras del plasma caliente que llenó el universo cuando tenía sólo 380.000 años. En ese momento, las protuberancias tenían medio millón de años luz de diámetro. Hoy, 13.500 millones de años después, el universo se ha expandido mil veces, y las protuberancias (ahora de 500 millones de años luz de diámetro) sirven como medidas cósmicas prácticas.
Los científicos de DESI han dividido los 11 mil millones de años de historia cósmica en siete períodos. (El universo tiene 13.800 millones de años). Para cada uno, midieron el tamaño de estos bultos y la velocidad con la que las galaxias se alejaban de nosotros y entre sí.
Cuando los investigadores juntaron todo esto, descubrieron que la suposición habitual (energía oscura constante) no lograba describir la expansión del universo. Las galaxias de las tres épocas más recientes parecían más cercanas de lo que deberían haber estado, lo que sugiere que la energía oscura podría estar cambiando con el tiempo.
«Y sí vemos un indicio de que las propiedades de la energía oscura no corresponderían a una constante cosmológica simple», sino que podrían «mostrar algunas desviaciones», dijo el Dr. Palanque-Delabrouille. «Y esta es la primera vez que nos pasa esto». Pero, subraya nuevamente, “todavía no hablaría de pruebas. Es demasiado, demasiado débil.
El tiempo y más datos nos dirán el destino de la energía oscura y el modelo del universo probado en batalla por los cosmólogos.
«El LCDM se pone a prueba mediante pruebas de precisión procedentes de todas las direcciones», dijo el Dr. Turner. “Y va bien. Pero cuando se toma todo en conjunto, comienza a parecer que algo anda mal o falta. Las cosas no encajan perfectamente. Y DESI es el último indicio.
El Dr. Riess de Johns Hopkins, que revisó los resultados de DESI, señaló que el «índice», si se valida, podría eliminar otras mediciones cosmológicas, como la edad o el tamaño del universo. «Este resultado es muy interesante y debemos tomarlo en serio», escribió en su correo electrónico. “¿Por qué si no estamos haciendo estos experimentos? »
