Proponen una teoría "mejorada y radicalmente diferente" de explicar la evolución del universo

La teoría más aceptada en cosmología sobre los mecanismos que rigen el universo se basa en la existencia de la materia oscura y la energía oscura. Su presencia explica la estabilidad de las galaxias y la aceleración en la expansión del universo, sin embargo, ningún científico ha sido capaz de demostrar su existencia. Ahora, un nuevo estudio propone una explicación alternativa a este modelo que dice que el universo se expande debido a una serie de 'explosiones' de materia y energía que ocurren de manera tan rápida que resultan indetectables para nuestros aparatos.

“Este nuevo artículo propone una versión mejorada del modelo anterior, que también es radicalmente diferente”, explica el Dr. Richard Lieu, profesor de física en la Universidad de Alabama, en Huntsville, y autor de un artículo publicado hace unos días en la revista Classical and Quantum Gravity.

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Lieu dice que el efecto acumulativo de estas 'explosiones' podría explicar la tanto expansión acelerada del cosmos como la formación de estructuras galácticas. Y que estas “singularidades de densidad en el tiempo“ serían en realidad lo que se piensa que son la materia oscura y la energía oscura convencionales.

Un nuevo modelo del universo

La mejor teoría que tenemos para explicar la evolución del universo se llama Modelo de Materia Oscura Fría Lambda (LCDM o ΛCDM), una ecuación matemática que concuerda con la idea de que el cosmos lleva en constante expansión desde el estallido del Big Bang, hace casi 14.000 millones de años.

Esa expansión, dice la ΛCDM, es posible gracias a la acción de una teórica fuerza que no interacciona con la luz y que, por tanto, es invisible para nuestros telescopios: la energía y la materia oscuras. Se cree que se trata de una fuerza antigravitatoria débil que actúa independientemente de la materia y que constituye alrededor de dos tercios de la densidad de masa-energía del universo.

Algunos investigadores creen que la energía y la materia oscuras no se pueden observar porque en realidad no existen, lo que mandaría a la papelera al ΛCDM. Sin embargo, Lieu no es tan radical y cree que la única diferencia entre sus observaciones y el modelo estándar es que la singularidad temporal ocurrió solo una vez en el modelo estándar, durante el Big Bang, mientras que en su teoría estos fenómenos suceden más de una vez.

Qué son estas explosiones

Las explosiones a las que se refiere el estudio no son como las de una bomba o una supernova. Lieu las llama "singularidades temporales transitorias", y se tratan de momentos extremadamente breves en los que aumenta de golpe la cantidad de masa y energía del universo de manera uniforme.

Estas singularidades no están presentes todo el tiempo y hay momentos en los que se producen variaciones aleatorias de densidad de masa y energía espacial que crecen hasta formar estructuras unidas como las galaxias.

Sin embargo, la inundación de materia y energía en el cosmos sucede tan rápidamente que tampoco puede observarse, ya que, según el investigador, estas singularidades entran y salen de la existencia constantemente. Lieu admite que también se desconoce su origen, del mismo modo que no se conoce lo que provocó el Big Bang.

"En la teoría actual, la conjetura es que la materia y la energía aparecen y desaparecen en ráfagas repentinas y, curiosamente, no se violan las leyes de conservación. Estas singularidades son inobservables porque se producen raramente en el tiempo y son muy rápidas, y esa podría ser la razón por la que no se han encontrado la materia y la energía oscuras. Se desconoce el origen de estas singularidades temporales, y cabe decir que lo mismo ocurre con el momento mismo del Big Bang", explica Lieu.

Telescopios terrestres para validar la teoría

El investigador sostiene que estas singularidades también generan algo llamado "presión negativa", un tipo de densidad de energía, como la de la energía oscura, que tiene un efecto gravitatorio repulsivo, haciendo que el universo se expanda a un ritmo acelerado.

"Un ejemplo es la presión negativa ejercida por un campo magnético a lo largo de una línea de campo", dice Lieu. "Einstein también postuló la presión negativa en su artículo de 1917 sobre la Constante Cosmológica. Cuando se combina una densidad de masa-energía positiva con una presión negativa, existen ciertas restricciones que garantizan que la densidad de masa-energía permanezca positiva con respecto a cualquier observador en movimiento uniforme, por lo que el nuevo modelo evita el supuesto de densidad negativa".

Lieu dice que el siguiente paso en su investigación será validar su modelo del cosmos a través de observaciones, utilizando instrumentos terrestres en lugar de aparatos como el Telescopio Espacial James Webb.

"La mejor manera de buscar el efecto propuesto es utilizar un gran telescopio terrestre, como el Observatorio Keck [Waimea, Hawái] o el Grupo de Telescopios Isaac Newton en La Palma, en España, para realizar observaciones de campo profundo, cuyos datos se 'cortarían' según el corrimiento al rojo", señala el investigador. "Dada una resolución suficiente del corrimiento al rojo (o, equivalentemente, del tiempo) lograda mediante el corte del corrimiento al rojo, se podría descubrir que el diagrama de Hubble presenta saltos en la relación entre el corrimiento al rojo y la distancia, lo que sería muy revelador".