Uno de los mayores misterios de la ciencia, la energía oscura, en realidad no existe, según investigadores que intentan resolver el enigma de cómo se está expandiendo el universo.
Durante los últimos 100 años, los físicos generalmente han asumido que el universo se está expandiendo por igual en todas direcciones. Emplearon el concepto de energía oscura como marcador de posición para explicar una física desconocida que no entendían, pero la controvertida teoría siempre tuvo problemas.
Ahora, un equipo de físicos y astrónomos de la Universidad de Canterbury en Christchurch, Nueva Zelanda, está desafiando el status quo, utilizando análisis avanzados de las curvas de luz de las supernovas para mostrar que el universo se está expandiendo de una manera más variada y “más irregular”.
La nueva evidencia respalda el modelo de expansión cósmica del “paisaje temporal”, que no requiere energía oscura porque las diferencias en la luz en expansión no son el resultado de un universo en aceleración sino más bien el resultado de cómo calibramos el tiempo y la distancia.
Esto se tiene en cuenta que la gravedad ralentiza el tiempo, por lo que un reloj ideal en el espacio vacío avanza más rápido que una galaxia.
El modelo sugiere que un reloj en la Vía Láctea sería aproximadamente un 35 por ciento más lento que el mismo reloj en una posición promedio en el vasto vacío cósmico, lo que significa que pasarían miles de millones de años en el vacío. Esto causaría que el espacio se expandiera aún más, de modo que la expansión parecería acelerarse a medida que esos enormes vacíos crecen hasta dominar el universo.
El profesor David Wiltshire, quien dirigió la investigación, dijo: “Nuestros hallazgos muestran que no necesitamos energía oscura para explicar por qué el universo se está expandiendo a un ritmo acelerado.
“La energía oscura es una identificación errónea de la variación en la energía cinética de expansión, que no es tan desigual como la que vivimos en un universo”.
Y añadió: “La investigación proporciona evidencia convincente que puede abordar algunas de las preguntas clave que rodean nuestro universo en expansión.
“Con nuevos datos, el mayor misterio del universo podría resolverse a finales de esta década”.
El nuevo análisis se publica en la revista. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
Generalmente se considera que la energía oscura es una fuerza antigravitacional débil que actúa independientemente de la materia y constituye aproximadamente dos tercios de la densidad de masa-energía del universo.
El modelo estándar lambda de materia oscura fría (ΛCDM) del universo requiere energía oscura para explicar la aceleración observada en la velocidad a la que se expande el cosmos.
Los científicos basaron esta conclusión en mediciones de la distancia de las explosiones de supernovas a galaxias distantes, que parecen estar más lejos de lo que deberían estar si la expansión del universo no se estuviera acelerando.
Sin embargo, el ritmo actual de expansión del universo se ve cada vez más cuestionado por nuevas observaciones.
En primer lugar, la evidencia del resplandor del Big Bang, conocido como fondo cósmico de microondas (CMB), muestra que la expansión del universo primitivo está en desacuerdo con la expansión actual, una anomalía conocida como “atracción del Hubble”.
Además, un análisis reciente de nuevos datos de alta precisión realizado por el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) ha demostrado que la energía oscura “evoluciona” con el tiempo en lugar de permanecer constante en modelos que no se ajustan al modelo ΛCDM.
Tanto la excitación de Hubble como la sorpresa revelada por DESI son difíciles de resolver en modelos que utilizan una ley de expansión cósmica simplificada de hace 100 años: la ecuación de Friedman.
Se supone que, en promedio, el universo se expande uniformemente, como si toda la estructura cósmica pudiera pasarse por una licuadora para crear una sopa monótona, sin ninguna estructura compleja. Sin embargo, el universo actual en realidad consiste en una compleja red cósmica de cúmulos de galaxias en láminas y filamentos que rodean y enhebran el vasto vacío.
El profesor Wiltshire añadió: “Ahora tenemos tanta información que en el siglo XXI finalmente podemos responder a la pregunta: ¿cómo y por qué surge de la complejidad una ley de expansión media simple?
“Una ley de expansión general consistente con la relatividad general de Einstein no tiene por qué obedecer la ecuación de Friedman”.
Los investigadores dicen que el satélite Euclid de la Agencia Espacial Europea, que se lanzará en julio de 2023, tiene la capacidad de probar y distinguir la ecuación de Friedman de su alternativa de paisaje temporal. Sin embargo, esto requeriría al menos 1.000 observaciones independientes de supernovas de alta calidad.
Cuando el modelo de paisaje temporal propuesto se probó por última vez en 2017, el análisis sugirió que se ajustaba ligeramente mejor que ΛCDM como explicación de la expansión cósmica, por lo que el equipo de Christchurch trabajó en estrecha colaboración con el equipo de colaboración Pantheon+ que construyó incansablemente un catálogo de 1.535 supernovas tinct. hizo
Dicen que los nuevos datos ahora proporcionan “pruebas muy sólidas” de la escala de tiempo. También puede indicar una resolución convincente de la atracción del Hubble y otras anomalías asociadas con la expansión del universo.
Se necesitan más observaciones de los telescopios espaciales romanos Euclid y Nancy Grace para fortalecer el apoyo al modelo de paisaje temporal, dicen los investigadores, y ahora ha comenzado la carrera para utilizar esta gran cantidad de nuevos datos para revelar la verdadera naturaleza de la expansión cósmica y la energía oscura.