La energía oscura podría simplemente no existir
Un nuevo estudio pone en entredicho la necesidad de la energía oscura como fuerza impulsora de la expansión del cosmos, que se está dilatando de una manera más variada y «grumosa» de lo que creían los científicos. Detrás de todo ello, está la mano de la gravedad, que ralentiza el tiempo.
Por Enrique Coperías
¿Es la energía oscura solo una ilusión? Un equipo de científicos pone en tela de juicio uno de los mayores misterios del cosmos. Imagen generada con Copilot
La energía oscura, considerada durante décadas como uno de los enigmas más grandes de la ciencia, podría no ser real. Así lo plantean investigadores que buscan resolver la enigmática expansión del universo.
Durante el último siglo, los físicos han asumido que el cosmos se expande uniformemente en todas las direcciones. Para explicar fenómenos aún sin resolver, introdujeron el concepto de energía oscura a modo de comidín, aunque esta teoría siempre ha sido objeto de debate.
A bulto, podemos decir que la energía oscura es una forma misteriosa de energía que constituye aproximadamente el 68% del universo y se considera responsable de la aceleración de su expansión. Aunque no se conoce su naturaleza exacta, se teoriza que actúa como una fuerza repulsiva que contrarresta la gravedad, haciendo que las galaxias se alejen unas de otras a un ritmo cada vez mayor.
Uno de los mayores enigmas de la cosmología moderna
Su existencia se infiere a partir de observaciones como la luz de supernovas distantes y el análisis del fondo cósmico de microondas, pero su origen y propiedades siguen siendo uno de los mayores enigmas de la cosmología moderna.
Ahora, un equipo de físicos y astrónomos de la Universidad de Canterbury, en Christchurch (Nueva Zelanda), desafía esta perspectiva tradicional. Utilizando un análisis más detallado de las curvas de luz de las supernovas, proponen que la expansión del universo no es uniforme, sino más compleja y grumosa.
Según su estudio, la energía oscura no existe y, por tanto, no desempeña el papel atribuido de separar el universo grumoso que habitamos. Esta sorprendente conclusión abre nuevas vías para entender la verdadera naturaleza del cosmos.
Nuevas evidencias respaldan el modelo de expansión cósmica conocido como timescape, que elimina la necesidad de la energía oscura al reinterpretar las observaciones del universo. Según esta propuesta, las diferencias en el estiramiento de la luz no se deben a una aceleración del cosmos, sino a la forma en que calibramos el tiempo y la distancia.
La gravedad ralentiza el paso del tiempo
Este modelo considera que la gravedad ralentiza el paso del tiempo. Así, un reloj ideal situado en el espacio vacío funcionaría más rápido que uno ubicado dentro de una galaxia. Según los cálculos, un reloj en la Vía Láctea sería aproximadamente un 35% más lento que otro en una posición promedio dentro de los grandes vacíos cósmicos.
Esto implica que, en estos vastos vacíos, habrían transcurrido miles de millones de años más, lo que permitiría una mayor expansión del espacio. Este fenómeno daría la falsa impresión de que la expansión del universo se acelera cuando los vacíos dominan las escalas más grandes.
«Nuestros hallazgos demuestran que no necesitamos recurrir a la energía oscura para justificar por qué el universo parece expandirse a un ritmo acelerado —dice David Wiltshire, líder del estudio, en una nota de prensa de la Royal Society Astronomy de Londres. Y añade—: La energía oscura es una mala interpretación de las variaciones en la energía cinética de la expansión, que no es uniforme en un universo tan desigual como el nuestro».
En palabras de este físico teórico, «esta investigación aporta pruebas sólidas que podrían resolver varias de las grandes incógnitas sobre las peculiaridades de nuestro cosmos en expansión».
Este gráfico ofrece un vistazo a la historia del universo, tal como la entendemos actualmente. El cosmos comenzó a expandirse con el big bang, pero luego, alrededor de 10.000 millones de años después, comenzó a acelerarse de manera extraña gracias a un fenómeno teórico denominado energía oscura. Cortesía: NASA
¿Se resolverá el mayor misterio del cosmos para finales de la década?
Nuevos datos podrían desvelar la verdad detrás de la expansión cósmica, según un análisis publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters. Este estudio aporta nuevas perspectivas sobre la energía oscura, comúnmente descrita como una fuerza de «antigravedad» débil e independiente de la materia, que se cree constituye aproximadamente dos tercios de la densidad de masa-energía del Universo.
El modelo estándar cosmológico, Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM), depende de la energía oscura para explicar por qué el cosmos parece expandirse a un ritmo acelerado. Esta hipótesis se basa en mediciones de distancias a explosiones de supernovas en galaxias distantes, que parecen estar más alejadas de lo esperado, si la expansión del cosmos no estuviera acelerándose.
Sin embargo, nuevas observaciones han empezado a cuestionar esta interpretación. Una de las principales discrepancias proviene de la radiación de fondo de microondas (CMB), el resplandor remanente del big bang descubierto en 1965 que indica un ritmo de expansión diferente para el universo temprano en comparación con el actual.
Un debate al rojo vivo
Este desajuste, conocido como tensión de Hubble, pone en tela de juicio las suposiciones fundamentales sobre la tasa de expansión.
Con estas inconsistencias, el debate científico está más vivo que nunca, y los expertos esperan que los avances en tecnología y observación permitan resolver este enigma cósmico antes de que termine la década.
Un análisis reciente basado en datos de alta precisión obtenidos por el instrumento espectroscópico de energía oscura (DESI) —un proyecto liderado por el Lawrence Berkeley National Laboratory (LBL) que permite cartografiar el universo cuando estaba en su juventud y caracterizar su crecimiento hasta lo que observamos hoy en día— ha revelado que el modelo estándar ΛCDM podría no ser tan preciso como se pensaba.
Los resultados sugieren que la energía oscura podría no ser constante, como tradicionalmente se ha asumido, sino que estaría evolucionando con el tiempo.
Estructuras complejas flotando en un caldo
Estas conclusiones, junto con la persistente tensión de Hubble, presentan serios desafíos a los modelos cosmológicos que dependen de la ecuación de Friedmann, una simplificación centenaria que describe la expansión del universo. Según esta ecuación, el cosmos se expande de manera uniforme, como si sus estructuras complejas fueran homogenizadas en un caldo sin características distintivas.
Sin embargo, la realidad es mucho más intrincada: el universo está compuesto por una vasta red cósmica de cúmulos de galaxias, filamentos y vacíos interconectados.
“Hoy contamos con una cantidad sin precedentes de datos que nos permite abordar una de las grandes preguntas cosmológicas del siglo XXI: ¿cómo y por qué emerge una ley de expansión simple a partir de la complejidad del universo? Una ley de expansión consistente con la relatividad general de Einstein no tiene por qué obedecer necesariamente la ecuación de Friedmann”
Los investigadores esperan que el satélite Euclid, que fue lanzado por la Agencia Espacial Europea (ESA) en julio de 2023, aporte claridad al debate. Este avanzado observatorio tiene la capacidad de distinguir entre la ecuación de Friedmann y el modelo alternativo timescape. Sin embargo, para alcanzar esta meta, será necesario recopilar al menos mil observaciones independientes de supernovas de alta calidad.
Cuando el modelo timescape fue sometido a pruebas en 2017, los resultados sugerían que ofrecía solo una ligera mejora respecto al modelo estándar ΛCDM para explicar la expansión cósmica. Sin embargo, con los nuevos datos disponibles, un equipo de Christchurch, en colaboración con el grupo Pantheon+, ha reevaluado esta propuesta con la ayuda de un catálogo meticulosamente construido de 1.535 supernovas.
Este gráfico de simulación cosmológica, basado en la relatividad general, muestra la evolución de una red cósmica desde 300.000 años después del big bang hasta un universo similar al actual. Las regiones oscuras, libres de materia, permiten que los relojes ideales corran más rápido, lo que facilita una mayor expansión del espacio. En contraste, las áreas densas (más claras) ralentizan los relojes. Según el modelo timescape, esto explica por qué la aceleración de la expansión del universo no es uniforme. Cortesía: Hayley Macpherson, Daniel Price, Paul Lasky / Physical Review D 99 (2019) 063522
Nueva era en nuestra comprensión de nuestro cosmos
Según los investigadores, los datos más recientes aportan «evidencia muy sólida» a favor del modelo timescape. Este avance podría resolver no solo la persistente tensión de Hubble, sino también otras anomalías relacionadas con la expansión del universo, y desafiar las ideas tradicionales sobre la energía oscura.
A pesar de estos hallazgos prometedores, los científicos subrayan la necesidad de realizar más observaciones para fortalecer el apoyo a esta alternativa cosmológica. Instrumentos de próxima generación, como el citado satélite Euclid y el telescopio espacial Nancy Grace Roman, que será lanzado en 2027, serán fundamentales en esta tarea.
La carrera por desentrañar la verdadera naturaleza de la expansión cósmica y la energía oscura está en pleno apogeo, y los datos que estos observatorios recojan podrían marcar el comienzo de una nueva era en nuestra comprensión de nuestro cosmos. ▪️
Información facilitada por la Royal Society Astronomy
Fuente: Zachary G. Lane, Antonia Seifert, Ryan Ridden-Harper, David L. Wiltshire. Cosmological foundations revisited with Pantheon+. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2025). DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stae2437
