La expansión acelerada del universo desconcierta a los científicos (más preguntas que explicaciones)

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El universo ha estado expandiéndose desde el Big Bang.

Las galaxias se están alejando unas de otras cada vez más… y más rápido.

Se distancian como si uno lanzara una moneda al aire y, en vez de caer de vuelta hacia uno, se dirigiera al espacio a una velocidad cada vez mayor, según el ejemplo que ponen algunos físicos.

Si algo tan extraño nos sucediera con una moneda, lo más probable sería que nos preguntemos sorprendidos: “¿Qué la está empujando lejos de nosotros?”.

Esta es la interrogante que, de manera simplificada, se hacen los astrónomos sobre las galaxias y su progresiva separación, y que aún no pueden responder.

No obstante, en los últimos meses, algunos científicos han presentado distintas teorías relacionadas que tratan de resolver el misterio.

Constante inconstante

El ritmo de la expansión del cosmos se mide con un número que se conoce como Constante de Hubble, en honor al astrónomo Edwin Hubble, que en 1929 notó que cuanto más distante era una galaxia de nosotros, más rápido parecía alejarse.

La constante de Hubble puede medirse de dos maneras. Una se basa en la radiación proveniente del Big Bang (Fondo de Microondas Cósmico), y la otra, en la luz que emiten las supernovas (estrellas en explosión).

La luz de las supernovas sirve como referencia para calcular la expansión del universo.

El problema hoy en día es que si usan la radiación del Big Bang, los astrónomos obtienen una constante de Hubble (velocidad de expansión) menor a la que obtienen si observan la luz de las supernovas, dice Vivian Poulin, investigador de la Universidad Johns Hopkins, EE.UU., a BBC Mundo.

Los investigadores aseguran que los resultados provenientes de las supernovas son más precisos que los derivados de la radiación, según escribe el físico y periodista Dennis Overbye en un artículo publicado este lunes en The New York Times.

“Estos resultados son tan buenos que ahora (los científicos) discrepan” de las mediciones que arrojan una constante de Hubble menor, dice Overbye.

La diferencia entre ambos resultados sugiere que el universo se está expandiendo un 9% más rápido de lo que algunos científicos calculaban.

La radiación que emitió el Big Bang puede medirse hasta nuestros días.

Aunque parece pequeña, esta discrepancia entre las fórmulas de los astrónomos es “bastante seria”, escribe Paul Rincon, periodista especializado en ciencia de la BBC, en un artículo de enero de 2018.

Hasta ahora, los científicos no saben con seguridad a qué se debe que obtengan una mayor velocidad de expansión o, en otras palabras, qué cosa es lo que acelera la separación del universo.

Nuevas partículas

Pero tienen varias teorías para explicar el enigma, que implican la existencia de fenómenos físicos aún hipotéticos.

“La tasa de expansión del universo depende de la densidad de la energía de los diversos cuerpos que lo componen”, indica Poulin a BBC Mundo.

Entonces, si el ritmo de expansión del cosmos es mayor que el que los científicos pueden explicar, quiere decir que hay una densidad de energía adicional o una partícula adicional que no están incluyendo en la ecuación.

Las galaxias se están alejando unas de otras cada vez más rápido.

Una de estas partículas podría ser un nuevo tipo de neutrino o “neutrino estéril”, según dijo a BBC News en enero de 2018 el profesor Adam Riess, de la Universidad Johns Hopkins, EE.UU., y uno de los tres ganadores del Nobel de Física en 2011 por descubrir que la expansión del universo se está acelerando.

Los neutrinos o “partículas fantasmas” son partículas subatómicas sin carga eléctrica que interactúan de manera muy débil con la materia. Los científicos predicen tres tipos de neutrinos.

Si existiera, el neutrino estéril, que sería el cuarto, sería una partícula que no interactuaría con la materia, sino con la gravedad.

“Este hipotético neutrino adicional agregaría densidad de energía al universo, y por lo tanto aumentaría su tasa de expansión en los primeros tiempos. Esto cambiaría el valor de la constante de Hubble que inferiríamos”, dice el doctor Poulin a BBC Mundo.

Energía oscura

La discrepancia también se ha atribuido a la “energía oscura” que compone aproximadamente el 68% del cosmos, pero que todavía no se sabe qué es exactamente.

Se cree que ejerce una fuerza de repulsión que hace que el universo se expanda.

Una de las teorías es que la tasa mayor de expansión del universo se debe a la “energía oscura”.

En enero, los investigadores Guido Risaliti, de la Universidad de Florencia, y Elisabeta Lusso, de la Universidad de Durham, Reino Unido, publicaron un estudio en la revista Nature que sugiere que la energía oscura no es estable, sino que “su densidad aumenta con el tiempo”.

Como ya se sabe, a más densidad, cada vez mayor velocidad de expansión del universo.

Poulin y un equipo de la Universidad Johns Hopkins también creen que la aceleración de la expansión del universo se debe a la “energía oscura”.

Pero estos investigadores la sitúan en los inicios del universo.

Es decir, habla de una “energía oscura temprana” que no necesariamente es igual a la actual, y que “decae como la radiación” antes de los 300.000 años del universo, según un estudio que publicaron en noviembre de 2018.

El origen del universo es uno de los grandes enigmas de la humanidad

“La ‘energía oscura temprana’ aumenta la tasa de expansión del universo en los primeros 300.000 años”, explica Poulin a BBC Mundo. Esto permitiría que las mediciones actuales acierten con la expansión actual del universo.

Si alguna de estas teorías fuera cierta, dice Overbye en The New York Times“los científicos tendrían que reescribir la historia del origen y, tal vez, el destino del universo”.

(BBC Mundo)