Demasiado oscuro Cósmico innecesario

En 1933, se estudiaron las velocidades de ocho galaxias. Clúster de coma, un grupo de galaxias a unos 321 millones de años luz de la Tierra, un astrónomo suizo Fritz Zwicky Decidió que la materia debía ser mucho más de lo que vimos, materia oscura. Las galaxias se movían tan rápido que de otro modo serían desechadas. Aunque mediciones similares en otros grupos de galaxias confirmaron el resultado de Zwicky, la realidad es que la existencia de materia oscura no comenzó a tomarse en serio hasta casi 50 años después.

En la década de 1980, el desarrollo de la cosmología provocó la llamada Modelo estandar. Este modelo elegante y simple aprovechó la física de partículas y Teoría de la relatividad de Einstein y fue capaz de explicar el contenido de hidrógeno y helio en el universo y la existencia de un Radiación de fondo fue lanzado cuando el universo tenía sólo 400.000 años. Solo había un pequeño problema, el modelo tenía que contener mucho más material del que vimos. En particular, más del 85% de la materia del universo debe estar compuesta por un nuevo tipo de materia. partícula exótica, desconocido y diferente de las partículas que vemos.

En este modelo, el universo se estaba expandiendo Explosión inicial, pero se pensaba que la expansión tenía que ser cada vez más lenta debido al efecto de la gravedad entre la materia cósmica. La fuerza que siempre es atractiva podría llegar a controlar la ampliación y detenerla, incluso revertirla. En la década de 1990, dos grupos de científicos independientes comenzaron a medir esta desaceleración cósmica observándola supernovas en galaxias distantes. En 1998, sin embargo, anunciaron un resultado sorprendente: el universo no se está desacelerando, como creíamos, sino al contrario, se está expandiendo cada vez más rápido. Este anuncio les valió un billete a Suecia para recoger el premio. Premio Nobel de Física en 2011.

Para explicar este resultado en un modelo estándar, se tuvo que agregar al universo un nuevo componente que resistiría la gravedad que nombraron y tendría una gran originalidad, como energía oscura. En el nuevo modelo, la energía oscura tiene el mayor impacto en la densidad materia-energía del universo, al menos un 70%, desplazando el predominio de la materia oscura, que aún representaría el 26%. Esto deja solo el 4 por ciento de la materia ordinaria, la materia de la que estamos hechos las estrellas, los planetas y nosotros mismos.

También se desconoce la naturaleza de la energía oscura. Una de las hipótesis más aceptadas hasta la fecha supone que la energía oscura sigue una propiedad inherente del espacio. energía de vacío predecir la mecánica cuántica. En este caso, la densidad de la energía oscura se mantendría constante a lo largo del tiempo y estaría dada por un nombre conocido constante cosmológica. Otros científicos han considerado la posibilidad de que la energía oscura corresponda exactamente a otra cosa: un campo físico con un apodo. básicamente nombre de pila material invisible que en la antigüedad se pensaba que llenaba el espacio vacío de todo el universo. En este caso, las fuerzas fundamentales del universo aumentan de 4 a 5 y la densidad de la energía oscura disminuye con el tiempo.

Desde el comienzo del universo, dos componentes principales, la energía y la materia oscura, se han involucrado en una batalla cósmica a una escala épica. Uno quiere mantener las galaxias juntas mientras el otro intenta detenerlo. La materia oscura ha ganado la batalla durante la mayor parte de la vida del universo. Por lo tanto, las galaxias del universo se agrupan en grupos de diferentes tamaños, que están conectados entre sí por filamentos y forman los llamados red cósmica. Sin embargo, a medida que el universo se expande, la densidad de la materia disminuye y actualmente el equilibrio entre la energía oscura y la materia está en el lado anterior. ¿Hace cuanto tiempo? Esto depende de cómo varía la densidad de la energía oscura, que a su vez depende de su naturaleza. Si resulta cosmológicamente constante, su densidad permanece constante, mientras que en el caso de la quintaesencia disminuye, como la densidad de la materia, pero más lentamente. La forma de los filamentos y la forma en que cambian con el tiempo depende de cómo funciona la energía oscura.

A pesar de los experimentos realizados hasta la fecha, no ha sido posible encontrar partículas candidatas para la materia oscura.

A pesar de los experimentos realizados hasta la fecha, no se han encontrado partículas candidatas de materia oscura. Por otro lado, se está haciendo un gran esfuerzo en todo el mundo para comprender qué es esta energía oscura que domina el contenido de energía material del cosmos y qué tan importante ha sido en la vida de todo el universo. En muchos de estos experimentos, la implicación de las instituciones españolas es de gran importancia. Uno de esos proyectos está en marcha Observatorio de Javalambre, En Teruel. Desde este observatorio se realiza un mapeo del cielo, que mide la estructura a gran escala y su evolución en el tiempo con gran detalle, lo que debería darnos información sobre el componente oscuro del universo, tanto materia como energía. Otro proyecto con una gran participación española es EUCLIDES, La Agencia Espacial Europea. Recopilar datos para describir los detalles de un modelo estándar no es fácil porque los efectos deseados son muy pequeños. Sin embargo, por primera vez tenemos la tecnología para implementarlos.

Finalmente, puede suceder que no exista ni materia ni energía oscura. Esto significaría que tendríamos que cambiar las leyes básicas de la física y el tema de la relatividad general de Einstein. Sea cual sea la solución, está claro que los físicos estamos viviendo una época apasionante y lo cierto es que en los próximos años podremos iluminar un poco tanta oscuridad.

Patricia Sánchez Blázquez Es catedrático de la Universidad Complutense de Madrid (UCM)

Pablo G. Pérez González Es investigador del Centro de Astrobiología, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y del Instituto Nacional de Ingeniería Aeronáutica (CAB / CSIC-INTA).

Cósmico innecesario Es la parte donde se presenta nuestro conocimiento del universo de forma cualitativa y cuantitativa. Su propósito es explicar la importancia de comprender el cosmos no solo desde un punto de vista científico sino también desde un punto de vista filosófico, social y económico. El nombre “vacío cósmico” sugiere que el universo está y está en su mayor parte vacío, menos de 1 átomo por metro cúbico, a pesar de que nuestro entorno paradójicamente tiene un millón de átomos cúbicos por metro cúbico que nos invita a reflexionar sobre nuestra existencia y vida en el universo.

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