Los científicos creen que solo conocemos alrededor del 5% de las cosas que componen el universo.
Sí, estás leyendo bien. Los modelos cosmológicos muestran que la energía y la materia invisibles deben constituir un 95% combinado del universo para que funcione de acuerdo con las teorías existentes.
La parte invisible del universo consta de dos componentes, la energía oscura y la materia oscura. Este último es algo menos misterioso y los científicos están bastante seguros de su existencia: las reglas de la gravedad simplemente no funcionarían sin él. Las galaxias tal como las vemos no habrían podido ensamblarse a sus tamaños actuales en el tiempo que han tenido desde el Big Bang si todo lo que hubiera fuera materia visible. De hecho, muchas galaxias ni siquiera se mantendrían unidas como lo hacen, si la gravedad de la materia visible fuera la única fuerza que las uniera.
El nuevo telescopio espacial europeo Euclid intentará cartografiar esta materia invisible, pero ¿y si sus hallazgos no cumplen con las expectativas? Hay mucho en juego, incluida la famosa y ampliamente aceptada teoría de la relatividad general de Einstein.
Las primeras observaciones que indicaron que la materia oscura debe prevalecer en el universo para evitar que las cosas se deshagan se realizaron en la década de 1930. Desde entonces, los astrónomos han descubierto que esta materia oscura invisible debe constituir al menos el 85 % de toda la materia del universo. Los científicos han estado tratando durante décadas de detectar esta materia invisible que, creen, debe consistir en algún tipo de partículas, tal vez similares a los neutrinos inertes que apenas interactúan con el mundo visible.
La situación con la energía oscura es, sin embargo, más complicada. El descubrimiento de esta elusiva fuerza se remonta a 1998 cuando los astrónomos descubrieron que la expansión del universo se está acelerando. La expansión en sí fue impulsada inicialmente por la energía del Big Bang, pero dado que el Big Bang ocurrió hace tanto tiempo (hace 13.800 millones de años, para ser exactos), esta expansión debería estar desacelerándose.
Para compensar este enigma, los teóricos postularon que debe existir alguna fuerza misteriosa, la energía oscura, que actúa contra la gravedad y separa la materia. Los modelos cosmológicos muestran que la energía oscura representa el 68% de toda la energía del cosmos, según la NASA. Pero los astrónomos admiten que la evidencia de su existencia es un poco vaga.
“[La aceleración de la expansión] del universo no tiene sentido cuando piensas que solo hay gravedad allí”, dijo a Space.com Isobel Hook, profesora de astrofísica en la Universidad de Lancaster en el Reino Unido y científica de Euclid. “No debería estar desacelerándose. Entonces, el hecho de que observemos que se vuelve más rápido significa que debe haber algo más. Y llamamos a eso energía oscura porque realmente no sabemos en absoluto qué es”.
Hook fue miembro del equipo que hizo ese descubrimiento en 1998 y desde entonces se ha estado preguntando, al igual que muchos otros científicos, qué podría ser realmente esta energía oscura.
“Realmente no lo sabemos”, dijo. “La mejor teoría es que probablemente sea algún tipo de propiedad del espacio mismo, como un tipo de energía que está en todas partes, en todo momento, pero no hay explicación de lo que debería ser”.
Los modelos muestran que esta energía debe distribuirse uniformemente por todo el universo y que siempre ha tenido la misma fuerza. En los primeros días del universo, los efectos de la energía oscura no eran tan visibles, porque el “golpe” original del Big Bang estaba impulsando la mayor parte de la expansión del universo. Sin embargo, hace unos 5 a 6 mil millones de años, la energía oscura se convirtió en “una fuerza predominante, que actúa contra la gravedad tanto de la materia normal como de la oscura”, dijo a Space Giuseppe Racca, gerente del proyecto Euclid en la Agencia Espacial Europea (ESA). com
“Es un poco inquietante que esta energía parezca tener una densidad constante a medida que el universo se expande”, dijo Racca. “Significa que se crea energía [adicional] porque la densidad es constante. No se diluye porque el universo se vuelve más grande. Entonces significa que hay energía adicional”.
Sin embargo, también existe la posibilidad de que, después de todo, no exista tal cosa como la energía oscura, y que los modelos cosmológicos que requieren su existencia sean erróneos. Estos modelos se basan en la teoría de la relatividad general de Albert Einstein que describe las “reglas” físicas del universo en una serie de ecuaciones. Si las futuras observaciones del telescopio Euclid (y otros próximos telescopios diseñados para estudiar la energía oscura) sugieren que la energía oscura no es una fuerza tan constante y omnipresente, eso significaría que esta famosa teoría no es del todo correcta.
“Sabemos que la relatividad general funciona muy bien a nivel de sistema”, dijo Racca. “Pero existe la posibilidad de que no funcione tan bien a escalas cósmicas y, por lo tanto, no se necesita energía oscura”.
Euclid buscará la evidencia de la energía oscura mapeando la distribución de galaxias 10 mil millones de años atrás en el tiempo y comparando cómo ha cambiado esta distribución a lo largo de la evolución del universo. Las observaciones revelarán si realmente parece haber una fuerza omnipresente constante en acción o si tal vez está sucediendo algo más.
“Podríamos encontrar que no vemos [los efectos de] esta energía constante en todas partes, pero vemos algunas diferencias en algún lugar o en el tiempo”, dijo Hook. “Entonces las cosas se pondrán realmente interesantes y realmente sería revolucionario, porque tendríamos que cambiar por completo nuestras teorías”.
Y eso probablemente significaría premios Nobel para los descubridores. El telescopio Euclid, lanzado el 1 de julio por un cohete SpaceX Falcon 9, tardará seis años en cartografiar un tercio del cielo fuera de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Solo entonces los astrónomos tendrán suficientes datos para estar seguros.
Con información de Space.com
