Nuevas simulaciones sugieren que la energía oscura podría no existir

Desde finales de 1990, los físicos han estado bastante seguros de que el Universo no sólo es cada vez más grande, sino que también parece estar expandiéndose a un ritmo cada vez mayor.

Una fuerza misteriosa llamada energía oscura actualmente se piensa que es responsable de este crecimiento acelerado, pero un nuevo estudio plantea la posibilidad de que lo que parece ser un tipo de energía podría ser una ilusión causada por el cambio de la estructura del Universo.

Los físicos de la Universidad Loránd en Hungría y el Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai están cuestionando si aproximaciones en las ecuaciones de Einstein introdujeron ” efectos secundarios graves ” que daban la ilusión de una gran fuerza desconocida, empujando espacio hacia fuera.

Si existe, la energía oscura representaría alrededor del 68 por ciento de la energía en el Universo observable, pero con sólo 10 -27 kilogramos por metro cuadrado, hace que sea muy difícil de detectar en el laboratorio.

Además de la cuestión de la aceleración, la energía oscura también ayuda a explicar cosas como la forma general del Universo y los patrones de la materia que vemos ondulando a través del espacio.

La cuestión es que en este momento es poco más que una caja vacía sin ningún tipo de otras propiedades para describir la naturaleza de su existencia.

Como tal, está actualmente supone que es una parte fundamental del espacio vacío conocida como la constante cosmológica , representada por la letra griega lambda (Λ).

Volviendo a principios del siglo 20, Einstein propuso la constante cosmológica como una especie de factor de fudge (elusión) para explicar por qué toda la masa dispersa a través del Universo no se juntaba nuevamente bajo la atracción de su propia gravedad.

Cuando Edwin Hubble dejó claro que el Universo no estaba resistiendo colapso, sino, en realidad una expansión, la constante cosmológica fue arrojada a la basura.

Ahora se sabe que el Universo crece a un ritmo más lento en la actualidad que en su juventud, por lo que la constante cosmológica es útil nuevamente como una forma de explicar este aumento en la velocidad.

Puesto junto con otro factor de hipotética ‘cuadro negro’ – la materia oscura , que comprendería más de un 27 por ciento del universo conocido – tenemos el modelo Lambda materia oscura fría (ΛCDM) para explicar cómo evolucionó el Universo.

Mientras que de Einstein fue responsable de la teoría general de la relatividad para la colocación de la mayor parte de las bases de este modelo, las matemáticas no siempre son tan fáciles de aplicar, lo que llevó a los físicos a crujir partes mas simples con uso de suposiciones mas comprensibles.

Pero en este último estudio, los investigadores sostienen que estas aproximaciones han ignorado las influencias potencialmente significativas de estructuras a gran escala en el Universo.

“Las ecuaciones de la relatividad general de Einstein que describen la expansión del universo son tan complejas matemáticamente que por cien años no se han encontrado soluciones que explican el efecto de las estructuras cósmicas”, ha declarado László Dobos de la Universidad Eötvös Loránd.

Si fuera posible dar un paso fuera del universo por un momento y mirar hacia abajo sobre ella, no habría hilos de galaxias llamados súper racimos alineándose a lo que parecen ser espacios relativamente vacíos.

El modelo ΛCDM asume una expansión uniforme que se pone progresivamente más rápidamente gracias a que el creciente empuje de la energía oscura supera la atracción de la materia oscura distribuida uniformemente por todo el espacio.

Sin embargo, según los físicos involucrados en esta nueva investigación, las estructuras a gran escala , ‘burbujas’ del espacio aparentemente vacío y las galaxias que los rodean – crearían zonas donde la expansión se produce a un ritmo diferente, casi como mini-universos.

Al modelar matemáticamente el efecto de la gravedad en millones de partículas que representan la materia oscura, el equipo logró recrear el agrupamiento de materia en el Universo temprano de tal manera que parecían grandes estructuras de galaxias a escala.

Mientras que el Universo en su modelo todavía se expande, las diferencias individuales en la forma en que estas burbujas se expanden en promedio a una aceleración global.

“Nuestros resultados se basan en una conjetura matemática que permite la expansión diferencial del espacio, de acuerdo con la relatividad general, y muestran cómo la formación de estructuras complejas de la materia afecta a la expansión”,  dijo Dobos .

“Estos temas fueron barridos bajo la alfombra previamente, pero teniendo en cuenta que pueden explicar la aceleración sin la necesidad de la energía oscura.”

El modelo toma sus propias suposiciones necesarias, pero si se pone de pie al escrutinio que podría explicar por qué la expansión del universo parece estar acelerándose, todo ello sin la necesidad de una presión negativa.

Si bien la idea en sí es nueva, la búsqueda de maneras de entender alrededor de la necesidad de un misterioso tipo de energía ha producido una serie de soluciones creativas en los últimos años.

A principios de este año, un estudio publicado en  science alert sugiere que la energía oscura podría explicarse como una especie de déficit, como si el Universo tuvo una ‘fuga de energía’ en algún momento de su evolución.

Mientras se rompe una de las grandes reglas de la física (la energía no se pierde o se crea) que también se haría cargo de la insistente pregunta sobre el por qué el 68 por ciento del Universo está hecho materia oscura.

No hay duda de que la energía oscura es un hueso duro de roer, lo que nos pondría a pensar fuera de la caja – si no fuera todo el Universo – para encontrar una solución.

Esta investigación fue publicada en Monthly Notices de la Royal Astronomical Society .