¿Desmitificando la energía oscura? Un nuevo análisis sugiere que la aceleración cósmica podría ser una ilusión

Un nuevo estudio realizado por investigadores del Tata Institute of Fundamental Research en Mumbai y el Profesor Subir Sarkar de la Universidad de Oxford cuestionó una de las ideas centrales de la cosmología moderna: la expansión acelerada del universo impulsada por la "energía oscura" asociada al vacío cuántico.

La investigación, publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, argumentó que la evidencia que respalda la aceleración cósmica podría no ser tan sólida como se ha asumido. Esta conclusión es objeto de debate. En la misma edición de la revista, otro artículo coescrito por la Profesora Maria Vincenzi, también de la Universidad de Oxford, sostiene que las observaciones aún apoyan la idea de un universo en aceleración.

Reexaminando más de 1,700 supernovas

El Profesor Sarkar, del Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics de Oxford, junto a Animesh Sah y Mohamed Rameez del Tata Institute, revisaron una de las colecciones de datos observacionales más importantes en cosmología. Su análisis se centró en el conjunto de datos Pantheon+, que incluye observaciones de más de 1,700 supernovas de tipo Ia.

Desde hace más de 25 años, los astrónomos han utilizado estas estrellas en explosión para rastrear cómo se ha expandido el universo a lo largo del tiempo. Las mediciones de las supernovas de tipo Ia fueron fundamentales para descubrir que la expansión del universo parece estar acelerándose, un avance reconocido con el Premio Nobel de Física en 2011.

Los investigadores examinaron las observaciones de Pantheon+ teniendo en cuenta una corrección recientemente propuesta relacionada con la edad de las estrellas que eventualmente producen explosiones de supernovas de tipo Ia. También indagaron si la aceleración aparente se manifiesta de manera uniforme en todas las direcciones, como asume el modelo cosmológico estándar.

"Hay evidencia creciente de que el brillo de las supernovas de tipo Ia depende de la edad de las estrellas de las que provienen", afirmó el Profesor Subir Sarkar. "Si este efecto no se tiene en cuenta, se puede llegar a la conclusión errónea de que la tasa de expansión está acelerándose".

Un universo que podría estar desacelerándose

Una vez que los investigadores aplicaron la corrección de la edad estelar, encontraron que las observaciones ya no favorecían un universo en aceleración uniforme. Su análisis sugiere que, en general, la expansión cósmica podría estar desacelerándose en lugar de acelerándose.

El equipo también examinó si la aceleración aparente podría ser anisotrópica, es decir, si el efecto varía según la dirección en que se mide. Tal resultado contradice la suposición cosmológica estándar de que el universo se comporta de manera similar en todas las direcciones a gran escala.

El Profesor Sarkar y sus colegas argumentaron que si la aceleración aparente es direccional, la energía oscura no podría ser responsable de ello. En su interpretación, un efecto producido por el vacío cuántico no debería variar de una dirección a otra.

"Encontramos que la aceleración inferida se dirige principalmente en la dirección en la que nos movemos localmente, como indica el punto caliente en el fondo cósmico de microondas, y disminuye con la distancia", explicó el Profesor Sarkar. "Esto no se ve afectado por la corrección al brillo de la supernova, por lo que rechaza la energía oscura independientemente de si se aplica la corrección o no. La corrección convierte el componente isotrópico en una desaceleración, lo que nuevamente descarta la energía oscura".

Los cosmólogos permanecen divididos

Estos hallazgos desafían la visión predominante de que el universo sigue expandiéndose a un ritmo acelerado, conclusión asociada con el descubrimiento premiado con el Nobel hace más de dos décadas.

Sin embargo, otros investigadores que examinan la misma cuestión más amplia han llegado a una conclusión diferente. Un artículo publicado en la misma edición de la revista y coescrito por la Profesora Maria Vincenzi sostiene que la evidencia disponible aún apoya la aceleración cósmica en curso.

Ella comentó: "Los autores principales de nuestro estudio son expertos mundiales en entender cómo los entornos de las supernovas de tipo Ia afectan las mediciones cosmológicas, con más de una década de experiencia en astrofísica de supernovas y evolución galáctica. Nuestros hallazgos recientes brindan una mayor confianza en el marco cosmológico que ha surgido en las últimas tres décadas y permiten a la comunidad investigadora concentrarse en una de las preguntas más grandes y no resueltas en física: la naturaleza de la energía oscura misma".

El observatorio Rubin podría ayudar a resolver el debate

Ambas interpretaciones pronto se enfrentarán a una prueba observacional mucho más grande. Los datos del Rubin Observatory y su Legacy Survey of Space and Time (LSST) se espera que proporcionen mediciones de cientos de miles de supernovas.

Este nuevo y enorme conjunto de datos debería ofrecer a los cosmólogos una poderosa oportunidad para probar si el universo realmente está acelerando, si el efecto aparente varía con la dirección y qué papel, si es que hay alguno, juega la energía oscura en la expansión del cosmos.

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