El 95% del universo está formado por algo que no conocemos

Entender cómo empezó todo. Ese es el objetivo del Dark Energy Survey (DES), que "nos permite poner a prueba si la expansión acelerada del universo, que comenzó hace 6.000 millones de años, es consistente con nuestro modelo cosmológico actual", explica a Público uno de sus participantes, el cosmólogo Martín Rodríguez Monroy.

Se refiere al mayor estudio de este tipo hasta la fecha sobre el origen del universo. Ha analizado datos de más de 16 millones de galaxias recogidos entre 2013 y 2019, a partir de una muestra sacada de 150 millones de galaxias. Sus resultados acaban de conocerse esta semana y son fruto de una colaboración internacional de más de 400 científicos de siete países, con base en el Fermilab de Chicago.

Entre ellos están Martín Rodríguez y sus compañeros del Instituto de Física Teórica (UAM-CSIC) y otros tres centros españoles: el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Institut de Ciènces de l`Espai (ICE.CSIC), el Institut de Física de Altes Energies (IFAE).

 Sus hallazgos resultan tan apasionantes como desafiantes para la ciencia establecida: podría ser que el modelo cosmológico estándar que describe el comportamiento del cosmos no se cumpla siempre como se esperaba.

Los astrofísicos de DES midieron galaxias a distintas distancias para comparar si la teoría podía aplicarse a todas por igual. "Con los datos dados en un punto determinado –equivalente a una edad del universo, calculada según su distancia– deberíamos poder predecir los datos en otro punto anterior o posterior", indica Rodríguez Monroy.

Sin embargo, no es así. Resulta que existe una pequeña incompatibilidad entre los datos recabado por el satélite Planck, en 2018, que retrata el cosmos temprano, en sus primeros momentos de vida –unos 400.000 de años tras el Big Bang– y los datos del DES, que fotografían su espacio varios millones de años después.

 "Nuestro resultado es un 4% diferente de lo que Planck predice. Además, nuestra medida la conocemos con un 95% de precisión. Es decir, hay solo un 5% de posibilidades de que nuestra diferencia del 4% sea por casualidad", apunta el investigador.

Una pista de que la teoría actual no es del todo completa. "Por ejemplo, la energía oscura podría no ser la energía del vacío, su densidad podría cambiar con la expansión del universo o, incluso, el espacio podría estar ligeramente curvado", aventura por su parte la astrofísica española Anna Porredón, una de las coordinadoras de este análisis.

De todos modos, Rodríguez Monroy recomienda cautela: "No se puede afirmar que se haya roto el modelo establecido, pero sí que existe esa posibilidad", recalca. "Otra explicación podría tener que ver con algún error sistemático, relacionado con sesgos en las observaciones –por ejemplo, por la zona que se ha observado o el punto de observación que se ha elegido–", nos dice.

Los meteoros de la lluvia de estrellas conocida como Gemínidas cruzan el cielo a toda velocidad sobre el telescopio Nicholas U. Mayall, de cuatro metros, ubicado en el Observatorio Nacional de Kitt Peak. — Rob Sparks / NOIRLAB

Para capturar los datos, el DES empleó la denominada Cámara de Energía Oscura (DECam) ultrasensible, de 500 megapíxeles, instalada en el telescopio Víctor M. Blanco, en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo, en Chile.

Tras analizar todo el material recabado, lo que observaron fueron "pequeñas discrepancias que podrían implicar que la energía oscura cambia con el tiempo", nos dice Rodríguez Monroy. Es decir, que la energía oscura podría no corresponder a la constante cosmológica como se creía.

Se refiere a ese ente desconocido que ocupa el 70% del universo, "pero no sabemos qué es", reconoce. Por el momento, existen distintas hipótesis alternativas a la constante cosmológica que no han pasado hasta ahora del campo de la especulación.

"Podríamos decir que llamamos energía oscura a eso que está causando la expansión acelerada del universo. Sea lo que sea".

Otro elemento que escapa a nuestra comprensión actual tiene el mismo apellido, aunque no es pariente de la anterior: la materia oscura, que ocupa el 25% del cosmos. "No conocemos la partícula que hay detrás, si es que es una partícula –podrían ser agujeros negros especiales–. Lo único que sabemos de ella es que es un tipo de materia que tiene masa, pero no interacciona con la luz como la materia normal que conocemos. Solo interactúa con la gravedad", señala el científico.

¿Y de qué nos sirve dedicar tanto esfuerzo a perseguir ambas? Si hay una ciencia básica por excelencia, quizá sea esta, empeñada en desentrañar en el origen de la existencia del mundo. Rodríguez Monroy, que defiende el conocimiento por el conocimiento, opina que "primero hay que saber cómo funcionan las cosas antes de poder ver sus aplicaciones".

 Además, nos recuerda aquella frase de Faraday (1791-1867) cuando le preguntaron lo mismo sobre los primeros estudios de electricidad: "No lo sé, pero seguro que algún día gravarán esto con impuestos".

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