La expansión del universo ahora se desacelera, según nuevos hallazgos

Un nuevo estudio sugiere que la expansión del universo podría haber comenzado a desacelerarse, en lugar de acelerarse como se pensaba anteriormente. Este hallazgo, publicado en el Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, pone en duda la teoría de que una fuerza misteriosa conocida como energía oscura está impulsando a las galaxias distantes a alejarse cada vez más rápido.

Los investigadores, liderados por el profesor Young-Wook Lee de la Universidad Yonsei en Corea del Sur, afirmaron que su estudio muestra que el universo ha entrado en una fase de expansión desacelerada en la actualidad y que la energía oscura evoluciona con el tiempo de manera más rápida de lo que se pensaba.

"Si estos resultados se confirman, marcarían un cambio de paradigma en la cosmología desde el descubrimiento de la energía oscura hace 27 años", afirmó el profesor Lee.

Durante las últimas tres décadas, los astrónomos han creído que el universo se expande a un ritmo cada vez mayor, impulsado por la energía oscura, que actúa como una especie de antigravedad. Esta conclusión, basada en mediciones de distancia a galaxias lejanas utilizando supernovas tipo Ia, le valió el Premio Nobel de Física en 2011.

Sin embargo, el equipo de la Universidad Yonsei presentó nueva evidencia de que las supernovas tipo Ia, consideradas "candiles estándar" del universo, están fuertemente influenciadas por la edad de sus estrellas progenitoras.

A pesar de la estandarización de luminosidad, las supernovas de poblaciones estelares más jóvenes parecen ser sistemáticamente más tenues, mientras que las de poblaciones más viejas aparecen más brillantes. Con una muestra mucho más grande de 300 galaxias, el nuevo estudio confirmó este efecto con una significancia extremadamente alta (99.999% de confianza), sugiriendo que el oscurecimiento de las supernovas distantes no solo proviene de efectos cosmológicos, sino también de efectos astrofísicos estelares.

Cuando se corrigió este sesgo sistemático, los datos de supernovas ya no coincidieron con el modelo cosmológico estándar ?CDM, que incluye una constante cosmológica. En cambio, se alinearon mucho mejor con un nuevo modelo favorecido por el proyecto Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), derivado de oscilaciones acústicas bariónicas (BAO) y datos del fondo cósmico de microondas (CMB).

Los datos corregidos de supernovas y los resultados solo de BAO y CMB indican que la energía oscura se debilita y evoluciona significativamente con el tiempo. Más importante aún, cuando se combinaron los datos corregidos de supernovas con los resultados de BAO y CMB, el modelo estándar ?CDM fue descartado con una significancia abrumadora.

Lo más sorprendente de todo es que este análisis combinado indica que el universo no está acelerando hoy como se pensaba anteriormente, sino que ya ha hecho la transición a un estado de expansión desacelerada.

El profesor Lee agregó: "En el proyecto DESI, los resultados clave se obtuvieron al combinar datos de supernovas no corregidos con mediciones de oscilaciones acústicas bariónicas, lo que llevó a la conclusión de que, si bien el universo se desacelerará en el futuro, todavía está acelerando en la actualidad. Por el contrario, nuestro análisis, que aplica la corrección por sesgo de edad, muestra que el universo ya ha entrado en una fase de desaceleración hoy. Notablemente, esto coincide con lo que se predice de manera independiente a partir de análisis solo de BAO o BAO+CMB, aunque este hecho ha recibido poca atención hasta ahora.

Para confirmar aún más sus resultados, el equipo de Yonsei está llevando a cabo una "prueba libre de evolución", que utiliza solo supernovas de galaxias anfitrionas jóvenes y coetáneas a través de todo el rango de desplazamiento al rojo. Los primeros resultados ya apoyan su conclusión principal.

"En los próximos cinco años, con el Observatorio Vera C. Rubin descubriendo más de 20,000 nuevas galaxias anfitrionas de supernovas, las mediciones de edad precisas permitirán una prueba mucho más robusta y definitiva de la cosmología de supernovas", dijo el profesor de investigación Chul Chung, co-líder del estudio junto con el candidato a doctorado Junhyuk Son.

El Observatorio Vera C. Rubin, que se encuentra en una montaña en los Andes chilenos, alberga la cámara digital más poderosa del mundo. Comenzó operaciones científicas este año y podría responder preguntas vitales sobre nuestro propio sistema solar y el universo en general.

Después del Big Bang y la rápida expansión del universo hace unos 13.8 mil millones de años, la gravedad lo desaceleró. Sin embargo, en 1998, se estableció que nueve mil millones de años después de que comenzó el universo, su expansión había comenzado a acelerarse nuevamente, impulsada por una fuerza misteriosa.

Los astrónomos denominaron a esta fuerza energía oscura, pero a pesar de que constituye aproximadamente el 70% del universo, sigue siendo uno de los mayores misterios de la ciencia. El año pasado, datos del DESI en Tucson, Arizona, sugirieron que la fuerza ejercida por la energía oscura había cambiado con el tiempo, evidencia de la cual ha ido creciendo desde entonces.

La esperanza es que, con estas nuevas herramientas a su disposición, los astrónomos estén mejor equipados para encontrar pistas sobre qué es exactamente la energía oscura y cómo influye en el universo.

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