02/Sep/08

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El vacío cósmico: ¿Podríamos estar en medio del mismo?

A grandes escalas, el universo es homogéneo e isotrópico. Esto significa que no importa dónde estés situado en el cosmos, ya sea en una nebulosa ocasional o en un cúmulo galáctico, el cielo nocturno parece aproximadamente el mismo.

Naturalmente existe cierta "agrupación" en la distribución de estrellas y galaxias, pero en general la densidad de cualquier posición dada será la misma que una posición a cientos de años luz de distancia. Esta suposición es conocida como el Principio Copernicano. Invocando el Principio Copernicano, los astrónomos han predicho la existencia de la esquiva energía oscura, que acelera las galaxias distanciándolas unas de otras, expandiendo por tanto el universo. Pero, ¿qué pasa si esta suposición es incorrecta? ¿Qué pasaría si nuestra región del universo fuese única, con una posición en la que la densidad media sea mucho menor que en otras regiones del espacio? De pronto, nuestras observaciones de la luz de las supernovas de Tipo Ia no son anómalas y pueden explicarse a través del vacío local. Si este resultase ser el caso, la energía oscura (o cualquier otra sustancia exótica similar) no sería requerida para explicar la naturaleza de nuestro universo después de todo…

La energía oscura es una hipotética energía predicha que impregna todo el cosmos, causando la expansión observada del universo. Esta extraña energía se cree que cuenta con el 73% de la masa-energía total del universo (es decir. E=mc2). Pero, ¿hay pruebas de la energía oscura? Una de las herramientas principales cuando se mide la expansión acelerada del universo es analizar el desplazamiento al rojo de un objeto lejano con un brillo conocido. En un universo repleto de estrellas, ¿qué objeto genera un brillo "estándar"?

Las supernovas de Tipo Ia son conocidas como "candelas estándar" por esta misma razón. No importa dónde exploten en el universo observable, siempre lo hacen con la misma cantidad de energía. De esta forma, a mitad de la década de 1990 los astrónomos observaron una supernova de Tipo Ia lejana un poco más débil de lo esperado. Con la suposición básica (puede ser una visión aceptada, pero es una suposición después de todo) de que el universo obedece el Principio Copernicano, esta atenuación sugiere que existe alguna fuerza en el universo que provoca no sólo una expansión, sino una expansión acelerada del universo. Esta misteriosa fuerza se apodó energía oscura y actualmente es una visión común que el universo está repleto de la misma para explicar estas observaciones. (Existen muchos otros factores que explican la existencia de la energía oscura, pero este es un factor crítico).

De acuerdo con una nueva publicación encabezada por Timothy Clifton, de la Universidad de Oxford en el Reino Unido, investiga la controvertida sugerencia de que el Principio Copernicano, ampliamente aceptado, es incorrecto. Tal vez vivimos en una única región del espacio donde la densidad media es mucho menor que en el resto del universo. Las observaciones de las supernovas lejanas de pronto no requerirían de la energía oscura para explicar la naturaleza de un universo en expansión. No se requiere de ninguna sustancia exótica, ninguna modificación de la gravedad y ninguna dimensión extra.

Clifton explica que las condiciones que podrían explicar las observaciones de supernovas son que vivimos en una región extremadamente rarificada, centra del centro, y este vació podría a escala del mismo orden de magnitud que el universo observable. Si este fuese el caso, la geometría del espacio-tiempo sería diferente, influyendo en el paso de la luz de una forma distinta a la que esperaríamos. Es más, va incluso un poco más lejos diciendo que un observador dado tiene una alta probabilidad de encontrarse a sí mismo en tal localización. No obstante, en un universo inflacionario como el nuestro, la probabilidad de generación de tales vacíos es baja, pero no obstante debería considerarse. Si no encontrásemos en el centro de una región única del espacio podría perfectamente violarse en Principio Copernicano y tendría implicaciones masivas en todas las facetas de la cosmología. Casi literalmente, sería una revolución.

El Principio Copernicano es una suposición que forma los cimientos de la cosmología. Como apuntaba Amanda Gefter en New Scientist, esta suposición debería estar abierta a escrutinio. Después de todo, la buena ciencia no debería ser una religión donde las suposiciones (o creencias) se convierten en algo incuestionable. Aunque el estudio de Clifton es especulativo por ahora, propone ciertas cuestiones interesantes sobre la comprensión del universo y si estamos dispuestos a cuestionar nuestras ideas fundamentales.

Fuente: Ciencia Kanija. Aportado por Gustavo A. Courault