Un equipo de investigadores halla indicios de que la Constante Cosmológica podría no ser tan constante.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Portsmouth y la National Astronomical Observatories de China acaba de sugerir que la constante cosmológica, una parte esencial de las complejas ecuaciones que describen la expansión del Universo, podría, después de todo, no ser tan constante como se creía. Lo cual obligaría a reescribir una buena parte de los actuales modelos cosmológicos.

La razón que ha llevado a Gong-Bo Zhao y a Bob Nichol a esta sorprendente conclusión es que la energía oscura, una fuerza misteriosa que, en teoría, es responsable de la expansión acelerada del Universo, podría ser dinámica, es decir, que sus valores cambiarían a lo largo del tiempo. Si estos extremos se confirman, tendrían profundas implicaciones en lo que sabemos, o creemos saber, sobre la estructura y comportamiento a gran escala del Universo en que vivimos.

Los científicos esperan que las dudas se resuelvan por completo el próximo año, cuando el instrumento DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), diseñado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, sea montado en el telescopio Mayal, en el Kitt Peak National Observatory, se ponga en funcionamiento y empiece a medir los efectos de la energía oscura en la expansión del Universo.

La idea de la constante cosmológica fue postulada por primera vez por Einstein, que la introdujo como una forma de «tapar» lo que él consideraba como un problema de su Teoría General de la Relatividad. Sus cálculos, en efecto, predecían que el Universo era dinámico, es decir, que tenía que estar contrayéndose o expandiéndose, mientras que él estaba plenamente convencido de que era estático. Por eso, para tratar de eliminar de sus ecuaciones el hecho de que el Universo está cambiando de tamaño, introdujo la constante como un elemento corrector.

Años más tarde, Einstein se referiría a la constante cosmológica como su mayor error. Pero las siguientes generaciones de científicos abrazaron la idea, pero esta vez no para negar que el Universo se está expandiendo, sino para tratar de explicar cómo lo hace. Al final, incluso los «errores» de Einstein resultaron ser geniales.

Al principio, se pensaba que la fuerza gravitatoria que ejerce toda la materia que hay en el Universo debía ser suficiente para frenar la expansión que comenzó en el Big Bang. Pero las observaciones de los científicos a lo largo de décadas demuestran todo lo contrario. De hecho, no solo el Universo sigue creciendo, sino que lo hace a una velocidad cada vez mayor.

Estaba claro que había «algo» que las observaciones no lograban captar. Y para explicar los resultados observacionales, los cosmólogos sugirieron la existencia de una fuerza desconocida, opuesta a la gravedad y mucho más fuerte que ella. Una fuerza que es constante y uniforme en todo el Universo: la energía oscura.

Desde luego, no se trata de algo insignificante, ya que según el actual modelo cosmológico, llamado Lambda CDM (Cold Dark Matter, o Materia Oscura Fría), la energía oscura supone casi el 70% de la masa total del Universo. El resto es materia oscura, con la excepciópn de un escueto 5% de materia ordinaria, que es de la que estamos hechos nosotros, los planetas las estrellas y todas las galaxias que existen. El modelo ha demostrado en muchas ocasiones que funciona, y sus predicciones coinciden casi perfectamente con las observaciones dirtectas a través de telescopios.

Por eso, la idea de Zhao y Nichol supone para la ciencia un desafío sin precedentes.

Resultados desconcertantes

Durante los últimos dos años, ambos investigadores han estado midiendo oscilaciones acústicas de los bariones, que son fluctuaciones periódicas en la densidad de la materia visible (el 5% de materia ordinaria del Universo). Y lo han hecho en distintas épocas de la existencia del Universo (cuanto más lejos, más hacia atrás en el tiempo).

Los resultados han sido desconcertantes. En efecto, los científicos descubrieron que para que los cambios en la densidad de la materia visible tuvieran sentido, era necesario asumir que también se producían cambios en el estado de la energía oscura, lo cual implica que la energía oscura también es dinámica, y no constante.

En su artículo, Zhao y Nichol aseguran que, a pesar de sus análisis, no existen aún datos suficientes que respalden su idea de la energía oscura dinámica, que invalidaría el modelo cosmológico Lambda CDM. Sin embargo, también sostienen que sus cálculos sí que son lo suficientemente precisos como para poner en duda lo que se pensaba hasta ahora.

Para salir de dudas, de una u otra forma, queda muy poco tiempo. De hecho, a principios de 2018 se pondrá en marcha un programa capaz de medir, gracias al citado instrumento DESI, los efectos de la energía oscura sobre la expansión del Universo.

Por eso Zhao esperan poder demostrar su revolucionaria idea en un plazo no superior a dos años.

El estudio científico ha sido publicado en la revista Nature.