'Un resultado francamente vergonzoso': todavía sabemos casi nada sobre el 95% del universo
"Hasta el momento, nadie ha logrado comprender lo que da lugar a este extraño fenómeno, y explicar la energía oscura sigue siendo uno de los desafíos más formidables de la ciencia moderna".
En este extracto de " materia: la magnífica ilusión " (Polity, 2025, traducida por Edward Williams), el autor y físico Guido Tonelli profundiza en el descubrimiento de la energía oscura, y los múltiples intentos de explicar este extraño Fenómeno que parece estar impulsando la expansión cada vez mayor del universo.
El descubrimiento de de energía oscura fue una verdadera sorpresa para todos, incluidos los que trabajan en ella. Cuando sucedió, en 1998, los astrónomos que fueron los primeros en encontrarse en presencia de datos tan sorprendentes, no pudieron creer lo que les ocurre. Y sin embargo, los resultados no dejaron dudas.
La velocidad a la que el universo se había expandido no era constante; Por el contrario, desde hace bastante tiempo había aumentado significativamente. Todo se estaba alejando de todo a un ritmo cada vez más frenético.
Lo que los científicos estaban viendo contradecían lo que esperaban; La idea de la expansión acelerada del universo era contradictoria. Todos esperaban que la atracción ejercida por la gravedad reduzca lentamente la velocidad de expansión del espacio-tiempo, mientras que estaba sucediendo exactamente lo contrario.
Durante muchos años, diferentes equipos de científicos intentaron comprender si lo que señalaba los datos era real o si, por otro lado, se habían cometido errores en las mediciones. Al final, cedieron a la evidencia. No había duda de que se estaba observando un nuevo fenómeno natural, aunque completamente inesperado fue. Al final, incluso la Real Academia de Ciencias suecas en Estocolmo reconoció la importancia del trabajo de Saul Perlmutter , Brian Schmidt y Adam riess , el Tres astrónomos que habían llevado a cabo la investigación temprana, recompensando su descubrimiento con el Premio Nobel 2011.
Desde los primeros momentos, en un intento por explicar este extraño fenómeno, la expresión de energía oscura fue acuñado, lo que indica la completa ignorancia del mecanismo que lo produjo: una forma absolutamente desconocida de energía aparentemente alejando todo de todo lo demás y creciendo como el Las dimensiones del universo crecen.
Algunos imaginaron una especie de antigravedad, un comportamiento extremadamente extraño de la gravedad que por ser atractivo, tal como la conocemos, se vuelve repulsivo a grandes distancias. Otros imaginaron una especie de energía de vacío, una energía positiva, que crea una especie de presión negativa, empujando así todo hacia la dilatación.
La idea de que el vacío contiene energía positiva, lo que hace que se expanda se remontan muchos años. Y Albert Einstein fue el primero en encontrarlo. Para hacer que el universo está estático, es para contrarrestar el efecto de la gravedad, que, actuando solo, tarde o temprano haría que todo colapsara en un punto, Einstein agregó una constante positiva, llamada " constante cosmológica " en sus ecuaciones a mano, es decir arbitrariamente. Esta clasificación sirvió para construir un equilibrio; Hacer que el universo se expandiera contrarrestó los efectos de la gravedad y lo hizo estable.
Más tarde, cuando se descubrió que todo había tenido un comienzo turbulento y que las galaxias todavía se estaban moviendo separadas entre sí, Einstein lamentaba esta elección, en el punto de referirse a ella como uno de los peores errores de su vida. De hecho, con un universo que surge de una singularidad ultra densa y súper incandescente, no había necesidad de este impulso adicional para expansión para producir una condición de equilibrio. Lo curioso es que nadie, y menos de todo Einstein, podría predecir que para fines del siglo XX, los descubrimientos realizados por Perlmutter, Schmidt y Riess devolverían su constante cosmológica a la moda. Y así, parece que la naturaleza siempre terminará demostrando que Einstein, incluso cuando el gran científico está convencido de que está claramente equivocado.
En este caso, también, se puede extraer información preciosa sobre la presencia y la distribución de la energía oscura analizando la homogeneidad más pequeña en la radiación de fondo cósmico y los efectos de la lente gravitacional producidos por galaxias y grupos. Es curioso descubrir que todavía es ligero lo que nos permite echar un vistazo a este lado sombrío del cosmos.
La distribución de la energía oscura en el cosmos es muy homogénea. Se comporta de manera muy diferente a la materia, ya sea materia ordinaria o una materia oscura . Estas últimas sustancias materiales tienen distribuciones reticulares con nodos y filamentos de alta densidad que se alternan con espacios vacíos amplios. Por el contrario, la energía oscura se distribuye uniformemente en todo el espacio y parece ocupar todo el volumen del universo con bastante alegría, ejerciendo una fuerza repulsiva en todo.
En un intento por comprender el origen de esta misteriosa forma de energía, los científicos han determinado si la velocidad de expansión es la misma, durante un período determinado, para todas las diferentes regiones del universo. También se dieron cuenta de que este fenómeno solo se ha vuelto dominante en los últimos miles de millones de años. Durante un período largo, el universo se expandió después de un ritmo muy diferente del actual.
Se han probado varias hipótesis, incluida la idea de que estamos tratando con una nueva fuerza fundamental o un comportamiento anómalo de la gravedad o incluso la presencia en el tejido del espacio -tiempo de estructuras muy particulares, similar a los defectos en su patrón regular. Pero, hasta ahora, nadie ha logrado comprender lo que da lugar a este extraño fenómeno, y explicar la energía oscura sigue siendo uno de los desafíos más formidables de la ciencia moderna.
Si bien el misterio que rodea sus orígenes permanece, las mediciones precisas tomadas de los efectos de la energía oscura en la geometría del universo y en las fluctuaciones espaciales en la densidad de la materia han permitido cuantificar el peso de este componente en la composición material de el universo.
El resultado es sensacional; La energía oscura aporta alrededor del 68% de la masa total. Alrededor de dos tercios del universo se compone de este componente más misterioso. Totalizando la contribución de la energía oscura, obtenemos un resultado francamente vergonzoso. A pesar del gran progreso realizado por la ciencia contemporánea, nos vemos obligados a admitir que no sabemos nada sobre el 95% de todo lo que nos rodea.
Descargo de responsabilidad
reimpreso con permiso de materia: la magnífica ilusión por Guido Tonelli , disponible de Polity