25/May/05

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Nuevo método para verificar la existencia de la energía oscura

Cosmólogos de la Universidad de Princeton anunciaron un nuevo método para entender por qué el Universo se expande con velocidad creciente. La técnica propuesta será capaz de determinar si la aceleración cósmica se debe a la presencia de la aún desconocida energía oscura o si se trata de un quiebre en la Teoría General de la Relatividad de Einstein a escalas muy grandes.

(El Mensajero de los Astros de Jaime García) Los resultados de la investigación fueron presentados el 15 de mayo de 2005 por el investigador principal, el doctor Mustapha Ishak-Boushaki, en el encuentro de la Sociedad Astronómica del Canadá, en Montreal. La idea general es que si la aceleración se debe a la energía oscura, entonces la expansión del Universo hasta el momento debería ser consistente con la tasa de crecimiento de los cúmulos de galaxias; cualquier desviación indicaría la falla de la relatividad general a escalas muy grandes en el Universo.

"La aceleración de la expansión del Universo constituye uno de los problemas más intrigantes y desafiantes de la astrofísica. Además, se relaciona con problemas en muchos otros campos de la física. Nuestro trabajo de investigación se centra en las posibles causas de esta aceleración", indicó Ishak-Boushaki.

Durante los últimos ocho años, numerosas observaciones astronómicas independientes han demostrado que la expansión del Universo está en una fase de aceleración. El descubrimiento sorprendió a los astrofísicos, que esperaban medir exactamente lo contrario: la deceleración de la misma, causada por la atracción gravitacional de la materia existente en el Universo.

Para explicar la aceleración de la expansión del Universo, los cosmólogos teóricos introdujeron la noción de un nuevo tipo de energía, que constituiría unos dos tercios de la densidad total de energía en el Universo, y que además sería gravitacionalmente repulsiva en lugar de ser atractiva. Los cosmólogos la denominaron "energía oscura". ¿Pero realmente existe? "No lo sabemos", declaró David Spergel, otro de los miembros del equipo de investigadores. "Podría ser una nueva forma de energía, o la primera indicación observacional de una falla de la teoría de Einstein a escala muy grande. De todas formas, su existencia tendrá un profundo impacto en nuestra comprensión del espacio y el tiempo. Nuestra meta es poder distinguir cuál de los dos casos es el verdadero".

El primer antecedente de la energía oscura fue la constante cosmológica, que Einstein introdujo hace 80 años para reconciliar su teoría de la relatividad general con su convicción de que el Universo era estático. Años más tarde, cuando se descubrió mediante observaciones, la expansión del Universo, Einstein reconoció que el concepto de constante cosmológica había sido un error. Sin embargo, el descubrimiento de la aceleración de la expansión del Universo reabre la polémica sobre la constante cosmológica, en un nuevo contexto.

Otra posibilidad es que la aceleración de la expansión cósmica sea la primera prueba de una nueva teoría de la gravedad a escalas muy grandes en el Universo, en lugar de una consecuencia de la energía oscura. Algunos de los modelos modificados de la gravedad, recientemente propuestos, están inspirados por la teoría de supercuerdas y la física extra dimensional.

¿Seríamos capaces de distinguir entre estas dos posibilidades? El procedimiento propuesto por el equipo de Ishak-Boushaki demuestra que sí. La idea general es que si la aceleración se debe a la energía oscura, entonces la expansión del Universo hasta el momento debería ser consistente con la tasa de crecimiento de los cúmulos de galaxias; cualquier desviación indicaría la falla de la relatividad general a escalas muy grandes en el Universo.

Como ejemplo, los investigadores consideraron un Universo descrito por una teoría modificada de la gravedad en cinco dimensiones, y demostraron que el procedimiento propuesto permite identificar claramente si los resultados obtenidos mediante la observación directa se deben a dicha teoría. Esto es muy importante, ya que en futuras observaciones podrá saberse a ciencia cierta si se está detectando efectos atribuibles a las teorías modificadas de la gravitación, o características inherentes a los modelos de la energía oscura.