Imagen del telescopio Sloan Digital Survey.

Energía oscura: el mapa da pistas sobre lo que es, pero profundiza la disputa sobre la tasa de expansión cósmica

La energía oscura es uno de los mayores misterios en ciencia hoy. Sabemos muy poco al respecto, aparte de que es invisible, llena todo el universo y aleja a las galaxias unas de otras. Esto está haciendo que nuestro cosmos se expanda a un ritmo acelerado. ¿Pero, qué es esto? Una de las explicaciones más simples es que es una "constante cosmológica", un resultado de la energía del espacio vacío en sí, una idea presentada por Albert Einstein.

Sin embargo, muchos físicos no están satisfechos con esta explicación. Quieren una descripción más fundamental de su naturaleza. ¿Es algún nuevo tipo de campo de energía o fluido exótico? ¿O es una señal de que las ecuaciones de gravedad de Einstein están de alguna manera incompletos? Además, nosotros realmente no entiendo La tasa actual de expansión del universo.

Ahora nuestro proyecto, el Estudio espectroscópico de oscilación de barión extendido (eBOSS), ha presentado algunas respuestas. Nuestro trabajo ha sido lanzado como una serie de 23 publicaciones, algunos de los cuales todavía están siendo revisados ​​por pares, describiendo el mapa cosmológico tridimensional más grande jamás creado.

Actualmente, la única forma en que podemos sentir la presencia de energía oscura es con observaciones del universo distante. Cuanto más lejos están las galaxias, más jóvenes nos parecen. Esto se debe a que la luz que emiten tardó millones o incluso miles de millones de años en llegar a nuestros telescopios. Gracias a este tipo de máquina del tiempo, podemos medir diferentes distancias en el espacio en diferentes tiempos cósmicos, lo que nos ayuda a determinar qué tan rápido se está expandiendo el universo.

Utilizando la Sloan Digital Sky Survey En el telescopio, medimos más de dos millones de galaxias y cuásares, objetos extremadamente brillantes y distantes que funcionan con agujeros negros, en las últimas dos décadas. Este nuevo mapa cubre alrededor de 11 mil millones de años de historia cósmica que fue esencialmente inexplorada, enseñándonos sobre la energía oscura como nunca antes.

Imagen del telescopio Sloan Digital Survey.
Telescopio SDSS. Crédito de la imagen: Sloan Digital Sky Survey / wikipedia, CC BY-SA

Nuestros resultados muestran que alrededor del 69 por ciento de la energía de nuestro universo es energía oscura. También demuestran, una vez más, que la forma más simple de energía oscura de Einstein, la constante cosmológica, está más de acuerdo con nuestras observaciones.

Al combinar la información de nuestro mapa con otras sondas cosmológicas, como el fondo cósmico de microondas (la luz que queda del big bang), todos parecen preferir la constante cosmológica sobre explicaciones más exóticas de la energía oscura.

Expansión Cósmica en Disputa

Los resultados también proporcionan una mejor visión de algunas controversias recientes sobre la tasa de expansión del universo hoy y sobre la geometría de espacio.

La combinación de nuestras observaciones con estudios del universo en su infancia revela grietas en nuestra descripción de su evolución. En particular, nuestra medición de la tasa actual de expansión del universo es aproximadamente un 10 por ciento menor que el valor encontrado utilizando métodos directos de medición de distancias a galaxias cercanas. Ambos métodos afirman que su resultado es correcto y muy preciso, por lo que su diferencia no puede ser simplemente una casualidad estadística.

La precisión de eBOSS mejora esta crisis. No existe una explicación ampliamente aceptada para esta discrepancia. Puede ser que alguien haya cometido un error sutil en uno de estos estudios. O puede ser una señal de que necesitamos una nueva física. Una posibilidad emocionante es que una forma de materia previamente desconocida del universo primitivo podría haber dejado un rastro en nuestra historia. Esto se conoce como "energía oscura temprana", que se cree que está presente cuando el universo era joven, lo que podría haber modificado la tasa de expansión cósmica.

Estudios recientes del fondo cósmico de microondas sugirieron que la geometría del espacio puede ser curvo en lugar de ser simplemente plano, lo cual es consistente con la teoría más aceptada del big bang. Pero nuestro estudio concluyó que el espacio es plano.

Incluso después de estos importantes avances, los cosmólogos de todo el mundo seguirán perplejos por la aparente simplicidad de la energía oscura, la planitud del espacio y los valores controvertidos de la tasa de expansión actual. Solo hay un camino a seguir en la búsqueda de respuestas: hacer mapas más grandes y más detallados del universo. Varios proyectos apuntan a medir al menos diez veces más galaxias que nosotros.

Si los mapas de eBOSS fueron los primeros en explorar una brecha que faltaba anteriormente de 11 mil millones de años de nuestra historia, la nueva generación de telescopios hará una versión de alta resolución del mismo período de tiempo. Es emocionante pensar en el hecho de que las encuestas futuras puedan resolver los misterios restantes sobre la expansión del universo en la próxima década más o menos. Pero sería igualmente emocionante si revelaran más sorpresas.La conversación

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.

Credito de imagen: NASA

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