El jueves, astrónomos que realizaron lo que describen como el estudio más grande y preciso realizado hasta ahora en la historia del universo anunciaron que podrían haber descubierto un error importante en su comprensión de la energía oscurala fuerza misteriosa que está acelerando la expansión del cosmos.
Se suponía que la energía oscura era una fuerza constante en el universo, tanto actualmente como a lo largo de la historia cósmica.
Pero nuevos datos sugieren que puede ser más cambiantefortalecerse o debilitarse con el tiempo, revertirse o incluso desvanecerse.
“Como diría Biden, es un BFD”, dijo Adam Riess, astrónomo de la Universidad Johns Hopkins y del Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore. Compartió el Premio Nobel de Física de 2011 con otros dos astrónomos por el descubrimiento de la energía oscura, pero no participó en este nuevo estudio.
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Modelo 3D animado del plano focal DESI. El movimiento de los 5.000 posicionadores robóticos está coordinado para que no choquen entre sí. Imagen de David Kirkby/desi Collaboration
“Puede que sea la primera pista real sobre la naturaleza de la energía oscura dentro de 25 años”, dijo.
Esa conclusión, si se confirma, podría liberar a los astrónomos (y al resto de nosotros) de una predicción sombría y de larga data sobre el destino final del universo.
Si el trabajo de la energía oscura fuera constante en el tiempoeventualmente alejaría tanto a todas las estrellas y galaxias que incluso los átomos se desgarrarían, despojando al universo de toda vida, luz, energía y pensamiento, y condenándolo a una Muerte eterna.
En cambio, parece que la energía oscura es capaz de cambiar de rumbo y guiar al cosmos hacia una futuro más rico.
Las palabras clave son “podría” y “podría”.
El nuevo descubrimiento es aproximadamente probabilidad de 1 en 400 de ser una probabilidad estadística, un grado de incertidumbre llamado tres sigma, que está muy por debajo del estándar de oro para un descubrimiento, llamado cinco sigma: 1 probabilidad entre 1,7 millones.
En la historia de la física, incluso los acontecimientos cinco sigma se han evaporado a medida que surgieron más datos o mejores interpretaciones de los datos.
Esta noticia aparece en el primer informe de progreso, publicado como una serie de artículos, por una gran colaboración internacional llamada Instrumento espectroscópico de energía oscurao DESI.
El grupo acaba de comenzar un esfuerzo de cinco años para crear un mapa 3D de las posiciones y velocidades de 40 millones de galaxias durante 11 mil millones de años de tiempo cósmico.
Su mapa inicial, basado en el primer año de observaciones, incluye sólo 6 millones de galaxias.
Resultados
Los resultados se dieron a conocer el jueves en una reunión de la Sociedad Estadounidense de Física en Sacramento, California, y en la conferencia Rencontres de Moriond en Italia.
“Hasta ahora estamos viendo un acuerdo básico con nuestro mejor modelo del universo, pero también estamos viendo algunas diferencias potencialmente interesantes que podrían indicar que la energía oscura está evolucionando con el tiempo”, dijo Michael Levi, director de DESI, en un comunicado emitido por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, que gestiona el proyecto.
El equipo DESI no esperaba encontrar dinero tan pronto, dijo en una entrevista Nathalie Palanque-Delabrouille, astrofísica del Laboratorio Lawrence Berkeley y portavoz del proyecto.
El primer año de resultados fue diseñado simplemente para confirmar lo que ya se sabía, afirmó:
“Pensamos que básicamente validaríamos el modelo estándar”.
Pero lo desconocido saltó sobre ellos.
Cuando los científicos combinaron su mapa con otros datos cosmológicos, se sorprendieron al descubrir que no coincidía del todo con el modelo estándar del universo, por lo demás confiable, que supone que la energía oscura es constante e inmutable.
Una energía oscura variable se adapta mejor a los puntos de datos.
“Ciertamente es más que una curiosidad”, dijo Palanque-Delabrouille.
“Yo lo llamaría una pista. Sí, todavía no es una prueba, pero es interesante”.
Pero los cosmólogos se toman muy en serio esta sugerencia.
Wendy Freedman, astrofísica de la Universidad de Chicago que ha liderado los esfuerzos para medir la expansión del universo, elogió el nuevo estudio como “datos excelentes”.
Los resultados, dijo, “abren el potencial para una nueva ventana comprender la energía oscura, el componente dominante del universo, que sigue siendo el mayor misterio de la cosmología. “Bastante emocionante.”
Michael Turner, profesor emérito de la Universidad de Chicago que acuñó el término “energía oscura”, dijo en un correo electrónico:
“Si bien combinar conjuntos de datos es complicado, y estos son los primeros resultados de DESI, la posible evidencia de que la energía oscura no es constante es la mejores noticias eso he escuchado desde que la aceleración cósmica se estableció firmemente hace más de 20 años”.
Energía oscura
La energía oscura entró en el debate en 1998, cuando dos grupos de astrónomos rivales, entre ellos Riess, descubrieron que la expansión del universo estaba acelerando en lugar de desacelerarse, como esperaban la mayoría de los astrónomos.
Las observaciones iniciales parecían sugerir que esta energía oscura actuaba como un famoso factor de manipulación (indicado por la letra griega lambda) eso Albert Einstein había insertado en sus ecuaciones para explicar por qué el universo no colapsó debido a su propia gravedad.
Más tarde lo calificó como su peor error.
Pero tal vez habló demasiado pronto.
Como lo formuló Einstein, Lambda era una propiedad del espacio mismo: cuanto más espacio había a medida que el universo se expandía, más energía oscura había, empujando cada vez más fuerte y eventualmente conduciendo a una Futuro desbocado y sin luz.
La energía oscura tomó su lugar en el modelo estándar del universo conocido como LCDM, compuesto por un 70% de energía oscura (Lambda), un 25% de materia oscura fría (una variedad de partículas exóticas de movimiento lento) y un 5% de materia atómica.
Hasta ahora, ese modelo ha sido superado pero no roto por el nuevo. Telescopio espacial James Webb.
Pero ¿y si la energía oscura no fuera constante como suponía el modelo cosmológico?
Lo que está en juego es un parámetro llamado wque es una medida de la densidad o vehemencia de la energía oscura.
En la versión de Einstein de la energía oscura, este número permanece constante, con un valor de –1, durante toda la vida del universo.
Los cosmólogos han estado utilizando este valor en sus modelos durante los últimos 25 años.
Pero esta versión de la energía oscura es simplemente la más simple.
“Con DESI ahora hemos logrado una precisión que nos permite ir más allá de ese modelo simple”, dijo Palanque-Delabrouille, “para ver si la densidad de la energía oscura es constante en el tiempo, o si tiene algunas fluctuaciones y evolución en el tiempo. tiempo. “
El proyecto DESI, que ha estado en desarrollo durante 14 años, fue diseñado para probar la constancia de la energía oscura midiendo qué tan rápido se expandió el universo en varios momentos del pasado.
Para ello, los científicos equiparon un telescopio en el Observatorio Nacional de Kitt Peak con 5.000 detectores de fibra óptica que podrían realizar espectroscopia en tantas galaxias simultáneamente y descubrir qué tan rápido se alejaban de la Tierra.
Como medida de distancia, los investigadores utilizaron protuberancias en la distribución cósmica de las galaxias, conocidas como Oscilaciones acústicas bariónicas.
Estas protuberancias quedaron impresas en el cosmos por ondas sonoras en el plasma caliente que llenó el universo cuando tenía sólo 380.000 años.
En ese momento, las protuberancias tenían medio millón de años luz de diámetro.
Ahora, 13.500 millones de años después, el universo se ha expandido mil veces y las protuberancias, que ahora tienen 500 millones de años luz de diámetro, sirven como cómodas varas de medir cósmicas.
Los científicos de DESI dividieron los últimos 11 mil millones de años de historia cósmica en siete periodos de tiempo.
(El universo tiene 13,8 mil millones de años).
Para cada uno, midieron el tamaño de estas protuberancias y la velocidad con la que las galaxias en ellas se alejaban de nosotros y entre sí.
Cuando los investigadores juntaron todo esto, descubrieron que la suposición habitual (una energía oscura constante) no funcionó para describir la expansión del universo.
Las galaxias de las tres épocas más recientes parecían cerca de lo que deberían haber sido, lo que sugiere que la energía oscura podría estar evolucionando con el tiempo.
“Y vemos, de hecho, un indicio de que las propiedades de la energía oscura no corresponderían a una constante cosmológica simple”, sino que podrían “tener algunas desviaciones”, dijo Palanque-Delabrouille.
“Y esta es la primera vez que tenemos eso”.
Pero, volvió a enfatizar, “todavía no lo llamaría evidencia. “Es demasiado, demasiado débil”.
El tiempo y más datos dirán el destino de la energía oscura y el modelo del universo probado en batalla por los cosmólogos.
“El LCDM se está poniendo a prueba con pruebas de precisión procedentes de todas direcciones”, dijo Turner.
“Y le está yendo bien. Pero cuando lo tomas todo en conjunto, comienzas a sentir que algo no está bien o falta algo. Las cosas no encajan perfectamente.
Y DESI es la última indicación”.
Riess, de Johns Hopkins, que echó un vistazo temprano a los resultados de DESI, señaló que la “pista”, si se valida, podría alterar otras mediciones cosmológicas, como la edad o el tamaño del universo.
“Este resultado es muy interesante y deberíamos tomarlo en serio”, escribió en su correo electrónico.
“De lo contrario, ¿por qué hacemos estos experimentos?”
c.2024 La Compañía del New York Times
