Dependiendo de cuál de las tres supernovas cataloga la colaboración DESI y sus datos, los resultados se desvían del modelo estándar de cosmología en 2,5, 3,5 o 3,9 sigma, donde «sigma» indica significancia estadística. Supongamos que se lanza una moneda 100 veces. Si la moneda es correcta, el resultado previsto es: 50 caras, 50 cruces. Con 60 cabezas el resultado estaría a dos sigma de la media. La probabilidad de que esto sea pura casualidad es de 1 entre 20. Sin embargo, si la cabeza aparece 75 veces, la probabilidad es de 1 entre dos millones: ese sería un resultado de cinco sigma. Cinco sigma se considera el estándar en física para hablar de un descubrimiento. Los valores sigma de la colaboración DESI se encuentran en el medio. Esto significa que los resultados podrían ser simplemente una fluctuación estadística. Pero también podrían ser una indicación real de que la energía oscura está cambiando con el tiempo.
Los valores sigma pueden parecer tentadores, pero los investigadores advierten que no se les debe dar demasiada importancia, porque el universo es mucho más complicado que una moneda y la importancia estadística de los parámetros cosmológicos depende de numerosas y a veces sutiles suposiciones en el análisis de datos.
Pero una cosa llama la atención: los tres catálogos de supernovas sugieren que la energía oscura está cambiando de la misma manera: se está debilitando o, como dicen los cosmólogos, “se está descongelando”. «Todos estos conjuntos de datos complementarios tienden a converger hacia esta cifra ligeramente negativa», explica Brout. Si la discrepancia fuera aleatoria, los conjuntos de datos tenderían a apuntar en direcciones diferentes.
Joshua Frieman es cosmólogo de la Universidad de Chicago y miembro de la colaboración DESI, pero no participó en el análisis de datos. Sería feliz si el modelo estándar de cosmología fallara. Ya en los años 90 propuso teorías sobre el deshielo de la energía oscura. También es cofundador del Dark Energy Survey, que buscó desviaciones del modelo estándar de 2013 a 2019 y que creó uno de los tres catálogos de supernovas utilizados en DESI. Frieman recuerda haber estado decepcionado en el pasado por supuestas anomalías cosmológicas que desaparecieron tras una observación más cercana. »Mi reacción ante esto es estar fascinada. Pero no escribiré mi discurso de aceptación del Premio Nobel hasta que haya menos errores», bromea.
Después de que DESI completó recientemente el tercero de los cinco años planificados de observaciones, los expertos esperan que el próximo mapa contenga casi el doble de galaxias que el mapa actual. Y ahora que tienen más experiencia con el análisis BAO, planean publicar rápidamente el mapa actualizado de tres años. Sigue un mapa de cinco años con 40 millones de galaxias.
Además de DESI, en los próximos años entrarán en funcionamiento una gran cantidad de nuevos instrumentos, incluido el Observatorio Vera C. Rubin en Chile, el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA y la misión Euclid de la Agencia Espacial Europea. «Nuestros datos cosmológicos han logrado grandes avances en los últimos 25 años, y estamos a punto de lograr avances aún mayores», afirma Frieman.
Con las nuevas observaciones, los investigadores podrían descubrir si la energía oscura es realmente una constante cosmológica. Pero si la tendencia continúa en la dirección que sugieren los hallazgos de DESI, eso podría cambiarlo todo.
Nueva física gracias al deshielo de la energía oscura
Si la energía oscura se debilita, no puede ser una constante cosmológica. Más bien, puede ser el mismo tipo de campo que muchos cosmólogos creen que desencadenó un momento de expansión exponencial en el nacimiento de nuestro universo. Este tipo de campo escalar podría llenar el espacio con una cantidad de energía que inicialmente parece constante (como la constante cosmológica), pero que comienza a fluctuar con el tiempo.
«La idea de que la energía oscura está cambiando es completamente natural», afirma Paul Steinhardt, cosmólogo de la Universidad de Princeton. De lo contrario, según Steinhardt, sería la única forma de energía conocida que es absolutamente constante en el espacio y el tiempo.
«Si esto resulta ser cierto, podría allanar el camino para una comprensión nueva y más profunda del universo».Adam Riess, Premio Nobel de Física 2011
Sin embargo, esta variabilidad desencadenaría un importante cambio de paradigma. Porque entonces no estaríamos viviendo en el vacío, que se define como el estado de menor energía del universo. En cambio, estaríamos viviendo en un estado de mayor energía que lentamente se está moviendo hacia un verdadero vacío. «Estamos acostumbrados a pensar que vivimos en el vacío», dice Steinhardt, «pero nadie nos prometió eso».
En este caso, el destino del universo dependería de qué tan rápido se reduzca el número anteriormente conocido como constante cosmológica y de qué tan pequeño pueda llegar a ser. En un valor de cero, la expansión acelerada se detendría. Si cayera lo suficientemente por debajo de cero, el espacio ya no se expandiría sino que se contraería. Este es exactamente el tipo de inversión que necesitan las teorías cíclicas de la cosmología como las desarrolladas por Paul Steinhardt.
Los teóricos de cuerdas lo ven de manera muy similar. En su teoría especulativa todo está hecho de cuerdas vibrantes. La teoría de cuerdas puede describir universos con diferente número de dimensiones y partículas exóticas y fuerzas de todo tipo. Sin embargo, lo que no puede hacer es simplemente construir un universo que mantenga permanentemente una energía positiva estable, como parece ser el caso en nuestro universo. En cambio, la energía debería disminuir lentamente con el tiempo o caer repentinamente a cero o a un valor negativo. »Básicamente, todos los teóricos de cuerdas creen que es lo uno o lo otro. Pero no sabemos qué es”, dice Cumrun Vafa de la Universidad de Harvard. La evidencia de un derretimiento gradual de la energía oscura sería una bendición para el primer escenario. «Sería el descubrimiento más importante desde el descubrimiento de la propia energía oscura», afirma Vafa.
Pero por el momento esto es sólo especulación. Es necesario observar muchos más millones de galaxias antes de que se pueda considerar seriamente una revolución cósmica.
