Dudas sobre la energía oscura

Como dijo Carl Sagan, "afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias".

Aquí tienes la afirmación extraordinaria: el universo no consiste principalmente de estrellas y planetas, ni de gas de hidrógeno, ni siquiera de la esquiva materia oscura sino de un tipo desconocido de energía que es indetectable excepto por su efecto en la expansión del universo.

¿Y las pruebas? Las observaciones un unos cientos de lejanas supernovas que parecen estar más alejadas de lo esperado. Esta disparidad entre la escasa sustanciación y las vastas ramificaciones de la energía oscura han causado que más de un científico se pare a reexaminar las pruebas, e incluso nuestras suposiciones sobre las propias leyes de la física.

“Esos científicos, incluyéndome a mi, que permanecen reticentes a aceptar esta teoría, sienten que el modelo está basado sobre demasiadas suposiciones no verificadas en el laboratorio”, dice el astrofísico Richard Lieu, de la Universidad de Alabama, en los Estados Unidos. “El universo…no es un lugar para inventar nuevas leyes físicas”.

Las pruebas principales de energía oscura son las observaciones de supernovas de Tipo 1a, las cuales sirven como candelas cósmicas estándar debido a su brillo predecible y consistente. En 1998, dos grupos de astrónomos cartografiaron de forma independiente estas supernovas lejanas para encontrar que la expansión del universo se estaba acelerando.

No obstante, la relación entre el brillo y la distancia sólo se ha establecido empíricamente. Un error en nuestras medidas podría llevar a conclusiones falsas sobre la distancia de las supernovas y la aceleración del universo.

De hecho, pruebas recientes han demostrado que la masa y brillo de las supernovas son más variables de lo que se pensaba anteriormente. En 2006 el astrónomo D. Andrew Howell, de la Universidad de Toronto en Canadá, encontró un tipo exótico de supernova de Tipo 1a.

Antes de explotar, esta estrella adquirió una masa mucho mayor de lo que anteriormente se pensaba que era posible. Además de las variaciones de masa, las supernovas de Tipo 1a también son más brillantes en galaxias más jóvenes donde aún están en formación.

Aunque estos resultados no disuaden a Howell. “Identificando estas extrañas bolas y lanzándolas fuera de la muestra de supernovas normales de Tipo 1a, podemos…hacer que las restantes supernovas sean candelas estándar mejores”, dice Howell.

Los astrónomos han estudiado aproximadamente 300 supernovas de Tipo 1ª y tienen mayor confianza en sus resultados. “Todos tratamos de tener la mente abierta a nuevas alternativas, dado que la energía oscura es un tema extraño, pero cada nuevo resultado hace más difícil explicar las cosas en términos que no sean de energía oscura”, dice Howell.

No obstante la comunidad científica está lejos de alcanzar el consenso. Algunos cosmólogos creen que incluso nuestra comprensión de la física subyacente es errónea y han tratado de modificar las leyes de la gravedad, apelando a espacios de dimensiones superiores, exóticos mundos brana, y a la Teoría de Cuerdas en un intento de explicar las observaciones de supernovas.

Una aproximación alternativa es la tomada por David Wiltshire, un cosmólogo teórico de la Universidad de Canterbury en Nueva Zelanda. En 2007 desarrolló una solución a la Relatividad General de Einstein, la cual lejos de ser radical, afirma que es “radicalmente conservadora “.

Esto es debido a que, al contrario que otras teorías cosmológicas, no requiere gravedad modificada u otros factores exóticos. Y no necesita energía oscura.

De acuerdo con la relatividad general, la presencia de masa ralentiza el índice al que pasa el tiempo. Por lo que, por ejemplo, un reloj en un satélite marca ligeramente más rápido que uno sobre la Tierra.

Wiltshire sugiere que la distribución de materia en el universo lleva a mayores diferencias en el flujo del tiempo de lo que se consideraba anteriormente. Es este descuido, afirma, lo que lleva a la falsa conclusión de que el universo se expande a un índice acelerado: “Tal aceleración básicamente no está allí; es una ilusión generada por el intento de encajar un modelo súper-simplificado del universo”.

La teoría de Wiltshire también tiene en cuenta algunas otras rarezas. De acuerdo con el Modelo Estándar, el universo no siempre se ha expandido a una razón uniforme. Tras el periodo inicial de rápida expansión conocido como “inflación”, se frenó. Entonces, hace aproximadamente 6300 millones de años, la expansión empezó a acelerar de nuevo.

De acuerdo con el modelo de Wiltshire, el tiempo se sincronizó justo después del Big Bang, cuando la materia estaba uniformemente distribuida. Un tiempo más tarde el polvo, estrellas y galaxias empezaron a evolucionar y se comenzaron a abrir vacíos. En este punto, el flujo del tiempo comenzó a divergir.

Esto también implica que la edad del universo varía. En las secciones ricas en materia, tales como nuestra galaxia, el universo tiene 14 700 millones de años, afirma Wiltshire. Pero en los vacíos menos poblados – donde el tiempo no está frenado por la masa – el universo tiene 18 600 millones de años.

“Una enorme área de la relatividad general aún está en su mayor parte sin explorar, y esta área es crucial para la comprensión de la energía oscura en la cosmología”, dice Wiltshire.

Thomas Buchert, de la Universidad Claude Bernard en Lyon, Francia, ha estado trabajando en el problema de un universo grumoso durante una década. Como Wiltshire, cree que es hora de repensar sobre las explicaciones para la energía oscura en el Modelo Estándar del universo, pero no está convencido de que se haya encontrado la respuesta.

“Wiltshire…contribuye a esta nueva y animada discusión, pero no proporciona una solución por controvertida al problema de la energía oscura”, dice Buchert.

Las observaciones continúan poniendo a prueba las teorías alternativas, tales como un estudio reciente de aproximadamente 10 000 galaxias lejanas por el Estudio Profundo franco-italiano VIMOS-VLT, del que se informó en el ejemplar de enero de 2008 de la revista Nature. Éste comparó la energía oscura con una Teoría de la Gravedad Modificada, y encontró que la energía oscura proporcionó un ajuste ligeramente mejor a los datos observacionales.

Pero los resultados están lejos de ser concluyentes, y no tienen en cuenta que podrían estar malinterpretando las observaciones, como sugiere Wiltshire.

Lo que está claro es que nuestras preguntas sobre la naturaleza de la energía oscura están aún lejos de ser contestadas. Pero un número de experimentos en proceso pueden ayudarnos a lograr una mayor profundidad. Algunos de los estudios galácticos terrestres, como el HETDEX (Experimento de Energía Oscura del Telescopio Hobby-Eberly) en la Universidad de Texas en Austin, Estados Unidos. Algunos están realizados desde el espacio, como el propuesto por la NASA, JDEM (Misión Conjunta de Energía Oscura) para estudiar más supernovas de Tipo 1a.

Cada uno de ellos podría arrojar las pruebas necesarias para hacernos confiar en la Teoría de la Energía Oscura, tanto como en la del Big Bang. Y si tales pruebas no llegan, podemos tomar una reevaluación de la forma en que estamos interpretando nuestras observaciones de las estrellas lejanas para dar sentido a nuestro extraño cosmos.

Fuente | Ciencia kanija