Sagitario A* | El agujero negro en el centro de la Vía Láctea, capturado por el Telescopio Event Horizon.
Porque también hay una manera de adaptar las ecuaciones de campo de Einstein a la expansión acelerada sin postular este algo misterioso. La idea vuelve a ser del propio Einstein, que utilizó el truco para salvar del colapso su rígido universo lleno de materia atractiva. Para ello, introdujo una constante en sus ecuaciones como contrapeso a la gravedad. Cuando las observaciones mostraron que el universo se estaba expandiendo, Einstein simplemente tuvo que ajustar el valor de la constante en consecuencia.
Esta «constante cosmológica», o lambda (Λ), para abreviar, se ha convertido desde entonces en una parte integral del modelo estándar y también puede introducir una expansión acelerada en las ecuaciones. «La forma más sencilla de explicar la energía oscura es la constante cosmológica, y sigo considerando que es la mejor explicación», dice Bartelmann. El matemático David Lovelock incluso demostró que lambda no es sólo una solución, sino una necesidad matemática. A principios de los años 1970 demostró en el «Journal of Mathematical Physics» que las ecuaciones de campo de Einstein son la única solución posible para cualquier teoría de la gravedad localmente efectiva en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones que funcione sólo con derivadas de segundo orden. Y ambos contienen la constante gravitacional de Newton. GRAMO así como la constante cosmológica. «Se podría incluso decir: Lovelock demostró que la gravedad puede ser al mismo tiempo atractiva y repulsiva», resume Bartelmann.
«Hasta que tenga argumentos empíricos para la solución complicada, tengo que recurrir a la más simple».Matthias Bartelmann, astrofísico
Entonces, en lugar de explicar el valor de Λ en términos de una nueva forma de energía repulsiva que aún no se ha observado, Bartelmann simplemente aboga por aceptarlo como necesario: “Mientras no tenga argumentos empíricos para la complicada solución, opte por el más simple, porque de lo contrario se caerá en una pendiente resbaladiza, porque: «La física es el proceso mental que transforma tantos fenómenos determinados empíricamente como sea posible en el menor número posible de estructuras matemáticas unificadoras».
Esta no es una opción para Farrah. Incluso si se pudiera ajustar Λ exactamente para que la teoría coincida con las observaciones, esto no proporciona ninguna explicación para el fenómeno de que la gravedad puede ser no sólo atractiva sino también repulsiva. «Para mí, la física es la búsqueda de la cuestión de por qué existe algo y qué es algo», dice Farrah.
La energía oscura se convierte en una cuestión filosófica
La forma en que tratamos la energía oscura muestra lo que se espera fundamentalmente de las teorías físicas. La filosofía poco a poco empieza a descubrir el tema por sí misma. El filósofo de la ciencia Niels Martens de la Universidad de Utrecht y ex miembro del proyecto Filosofía de la Energía Oscura sitúa las posiciones de los dos físicos en la escala entre el empirismo y el antiempirismo.
El empirismo es una posición epistemológica según la cual el conocimiento sólo puede basarse en la percepción sensorial directa. En su forma extrema, la posición es bastante inusual en la filosofía de la ciencia actual. Pero mientras Bartelmann considera particularmente importante la referencia a observaciones empíricas y por tanto tiene una imagen más empirista de la ciencia, Farrah también está dispuesta a formular hipótesis más especulativas sin una base empírica directa, siempre que ayuden en la búsqueda de explicaciones.
«La constante cosmológica es la hipótesis más simple desde la navaja de Occam»Matthias Bartelmann, astrofísico
El principio citado por Bartelmann de explicar todo lo posible con lo menos posible se conoce en filosofía como la navaja de Ockham. Lleva el nombre del filósofo Guillermo de Ockham, quien en el siglo XIV pidió austeridad postulando entidades. En este sentido, la energía oscura no tiene un historial especialmente bueno, ya que sólo abarca un fenómeno. «Según muchos filósofos de la ciencia, añadir una nueva entidad para resolver exactamente un problema no es buena ciencia», dice Martens. Por tanto, está de acuerdo con Bartelmann: «La constante cosmológica es la hipótesis más simple según la navaja de Ockham». Pero ni siquiera proporciona una explicación correcta: «en realidad, simplemente estás ajustando tu función de curva a los puntos de datos».
Cualquiera que simplemente elimine la energía oscura de la teoría y se conforme con Λ pagará un alto precio en otra parte. Si es demasiado alto o no es, como siempre en filosofía, un tema de gran debate. Si en algún momento tanto la energía constante como la oscura resultan demasiado caras, la propia relatividad general podría meterse en problemas. Al fin y al cabo, los expertos sólo se esfuerzan por adaptar continuamente sus ecuaciones a las observaciones.
Martens no ve actualmente una crisis tan grande en la cosmología: “El modelo estándar, ampliamente aceptado por la mayoría de los cosmólogos, simplemente dice: la energía oscura es una constante. Entonces, en cierto sentido, no hay controversia. Pero todavía hay personas que intentan medir las desviaciones de esta constante. Y yo diría que eso es algo bueno.» A diferencia de la física de partículas, donde durante mucho tiempo todo el mundo simplemente buscaba pistas para su teoría favorita, aquí el modelo cosmológico estándar se comprueba de forma muy sistemática. Sin embargo, todavía no está del todo claro. si esto conducirá a los resultados deseados.
»Espero que esta década sea la década en la que encontremos las respuestas definitivas«Duncan Farrah, astrofísico
En noviembre de 2023, por ejemplo, el filósofo William J. Wolf y el astrofísico Pedro G. Ferreira publicaron un artículo en la revista “Physical Review D” en el que sostienen que los modelos de campo cuántico de energía oscura están necesariamente indeterminados. Incluso los datos de observación cada vez más precisos no pudieron decidir qué modelo es el correcto, ya que de todos modos varios se ajustarían a los datos.
El patrón de datos empíricos que Farrah y su equipo descubrieron todavía intriga a Martens: «Creo que tienes razón en que hay algo que no entendemos todavía. No puedo juzgar si se trata de energía oscura o no. Pero tan pronto como Lo descubriré, me gustaría saberlo.» Si Farrah consigue lo que quiere, no tardará mucho. «Espero que esta sea la década en la que encontremos respuestas definitivas». Quizás los agujeros negros finalmente arrojen luz sobre la cosmología.
