La energía oscura puede debilitarse con el tiempo. Esta fue una noticia completamente inesperada que los investigadores del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI para abreviar) anunciaron en abril de 2024 cuando publicaron el mapa más preciso de nuestro universo hasta la fecha. «Descubrimos que la constante cosmológica no es una constante», dijo el científico jefe de DESI, Mustapha Ishak-Boushaki, en una entrevista con el periodista científico Phil Halper en YouTube. »Esto lo cambia todo. Esto cambia el destino de nuestro universo».
Una energía oscura variable plantea muchas preguntas. Algunos expertos sugieren que una teoría alternativa de la gravedad podría explicar una constante cosmológica dinámica, una modificación de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein. El equipo DESI ha publicado ahora nuevas evaluaciones de datos de mediciones anteriores, lo que ha dado como resultado un total de tres artículos especializados que examinan esta posibilidad. El trabajo respalda observaciones anteriores sobre el debilitamiento de la energía oscura, pero al mismo tiempo refuerza la teoría general de la relatividad de Einstein. «El hecho de que veamos una concordancia con la relatividad general y, sin embargo, encontremos esta desviación de la constante cosmológica abre la caja de Pandora: ¿qué podrían decirnos realmente los datos?», dijo Ishak-Boushaki a New Scientist.
DESI es un proyecto de investigación internacional en el que participan más de 900 investigadores de 70 institutos. Con una nueva generación de telescopios, exploran el cielo a velocidades sin precedentes. En abril de 2024 evaluaron los datos recopilados entre 2021 y 2022: un total de seis millones de galaxias y quásares, con los que lograron mirar hasta once mil millones de años en el pasado de nuestro espacio. Esto corresponde a corrimientos al rojo cosmológicos de hasta aprox. Por ejemplo = 4. En primer lugar, los investigadores examinaron las enormes estructuras esféricas en las que se organiza la materia ordinaria del universo.
El instrumento cosmológico en EE.UU. | El Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) del Observatorio Nacional Kitt Peak en Arizona está equipado con 5.000 cables de fibra óptica. Esto significa que DESI puede observar hasta 5.000 galaxias a la vez. Durante su período de observación de cinco años, que comenzó en mayo de 2021, DESI creará un mapa de alta precisión de nuestro universo y así responderá a la pregunta de qué tan rápido se expandió nuestro universo en su pasado.
Estas estructuras esféricas fueron creadas por un fenómeno conocido como “oscilación bariónica acústica” (BAO para abreviar). Esto describe cómo se comportaron la materia y la luz en el universo primitivo, hasta unos 400.000 años después del Big Bang. La materia ordinaria está formada por partículas llamadas bariones. En el universo primordial eran juguetes de fuerzas: la gravedad intentaba condensarlas porque las partículas se atraían gravitacionalmente entre sí; La radiación electromagnética que prevalece en todas partes, mediada por partículas de luz (fotones), separa las partículas. Esta interacción creó ondas de densidad, BAO. Pero tan pronto como el universo se enfrió lo suficiente debido a la expansión y los fotones lograron escapar de la materia densa, el movimiento pulsante se “congeló”. La difusión de las ondas sonoras está firmemente impresa en la distribución de la materia. Posteriormente, esta estructura sufrió una expansión cósmica miles de millones de años después de los primeros 400.000 años y, por lo tanto, todavía es visible hoy en día en el patrón de galaxias a gran escala. Dependiendo de qué tan fuerte sea la energía oscura, estas estructuras se hinchan más o menos. Las galaxias están dispuestas sobre enormes superficies esféricas superpuestas con un radio de unos 490 millones de años luz. Utilizando este análisis, el equipo DESI encontró evidencia de una disminución de la energía oscura en abril de 2024.
En los estudios recientemente publicados, los expertos también han examinado otras características de los datos de medición recopilados entre 2021 y 2022. Entre otras cosas, han incluido la radiación cósmica de fondo de microondas para determinar con mayor precisión cómo se distribuyen las galaxias y la materia en el espacio en diferentes escalan y se influyen mutuamente a lo largo del tiempo. Esto brinda la oportunidad de probar y comparar diferentes teorías de la gravedad. Los investigadores querían descubrir si existen desviaciones de la teoría general de la relatividad que puedan explicar el cambio en la energía oscura.
DESI crea un mapa 3D de nuestro universo | DESI tiene como objetivo crear un mapa tridimensional de alta precisión de nuestro cosmos: aquí sólo se muestra un pequeño extracto del primer año de observaciones. La Tierra está en la unión del ventilador. Las estructuras a gran escala del universo ya son claramente visibles: cada punto corresponde a una galaxia. Están dispuestas en cúmulos a lo largo de los filamentos, mientras que en los espacios vacíos hay muchas menos galaxias.
«La teoría de la relatividad general ha sido probada muy bien a escala del sistema solar, pero también necesitábamos comprobar si nuestra hipótesis funciona a escalas mucho mayores», afirma la cosmóloga Pauline Zarrouk del Centro Nacional Francés de Investigaciones Científicas (CNRS). , quien forma parte del equipo DESI. Los resultados de los expertos confirman ahora también en este caso las predicciones de la teoría general de la relatividad. «Eso no significa que descartemos todas las demás teorías de la gravedad», dijo Ishak-Boushaki a Halper. Pero esto limita aún más las alternativas a la gravedad de Einstein, como la teoría MOND.
«Estoy dispuesto a apostar que el resultado será confirmado».Mustapha Ishak-Boushaki, físico
Un análisis ampliado de datos anteriores sigue coincidiendo con la evidencia de la contracción de la energía oscura. Sin embargo, los expertos aún no hablan de un descubrimiento porque las mediciones aún no son estadísticamente significativas. “Si todo va bien, la hora de la verdad llegará en marzo de 2025”, explicó Ishak-Boushaki Halper. Luego, el equipo DESI planea publicar el análisis de datos adicionales y así aumentar (o disminuir) la importancia estadística de sus observaciones. «Estoy dispuesto a apostar que el resultado será confirmado», dijo Ishak-Boushaki durante la entrevista en YouTube. «Tenemos tres conjuntos de datos y todos dicen lo mismo».
