💥 Descubrimiento crucial para el futuro del Universo: se cuestiona su expansión

Durante casi tres décadas, los astrónomos han interpretado la baja luminosidad de ciertas estrellas explosivas lejanas como señal de una huida hacia adelante del Universo. Una aceleración inexorable, atribuida a una energía oscura omnipresente. Un equipo de investigadores propone hoy una interpretación radicalmente diferente de estas señales luminosas. Su análisis sugiere que estos faros cósmicos, un tipo especial de supernovas, quizás nos han inducido a error sobre el destino del Universo.

Este cuestionamiento se basa en una reevaluación minuciosa de los datos que fundamentaron el modelo cosmológico estándar. Las supernovas de tipo Ia, utilizadas como "candelas estándar" para medir distancias intergalácticas, no serían tan fiables como se pensaba. Su luminosidad intrínseca parece correlacionada con la edad de las estrellas progenitoras, una variable hasta ahora despreciada. Este descubrimiento abre el camino a una revisión profunda de nuestra comprensión de la dinámica cósmica y de la naturaleza misma de la energía oscura.

Un defecto fundamental en nuestros instrumentos de medición

La herramienta principal para cartografiar la expansión del Universo se basa en la observación de las supernovas de tipo Ia. El postulado básico quiere que su pico de luminosidad sea constante, lo que las convierte en referencias de distancia ideales. Comparando su luminosidad aparente con su luminosidad real supuesta, los astrónomos deducen su alejamiento. Este principio condujo a la conclusión de que las supernovas lejanas eran más débiles de lo esperado, señalando una expansión acelerada. Esta fue la primera prueba indirecta de la existencia de una energía oscura contrarrestando el efecto de la gravedad.

Sin embargo, esta hipótesis de una luminosidad uniforme está hoy cuestionada. El estudio publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society demuestra que la luminosidad estandarizada de estas supernovas está sistemáticamente influenciada por la edad de la galaxia anfitriona. Las supernovas procedentes de poblaciones estelares jóvenes aparecen más débiles que aquellas provenientes de estrellas más antiguas. Esta correlación, establecida con un alto nivel de confianza estadística (más del 99,99%), introduce un sesgo importante en la interpretación de las observaciones.

En efecto, al mirar lejos en el Universo, también se mira necesariamente hacia el pasado, a una época donde las estrellas eran en promedio más jóvenes. El simple efecto de evolución estelar puede por tanto crear la ilusión de un Universo en aceleración, sin que una energía oscura sea necesaria para explicarlo. Este descubrimiento arroja una duda seria sobre la solidez de las pruebas observacionales que valieron el premio Nobel de física en 2011.

Las implicaciones de un universo en desaceleración

La corrección de este sesgo de edad modifica profundamente la lectura de la historia de la expansión cósmica. Los datos recalculados por el equipo de la universidad Yonsei ya no respaldan el escenario de una aceleración presente. Al contrario, indican que el Universo ya habría entrado en una fase de desaceleración. Esta transición marcaría un giro cosmológico, indicando que la dominación de la energía oscura podría ser solo temporal.

Esta perspectiva está reforzada por resultados independientes, como los del instrumento DESI, que también han apuntado hacia una posible evolución de la energía oscura. La convergencia de estos indicios pinta el retrato de una fuerza no constante, sino dinámica. Si la energía oscura se debilita con el tiempo, su combate contra la gravedad podría conocer un revés. La contracción generalizada volvería a ser entonces un escenario plausible para el lejano futuro.

Las consecuencias son considerables para la cosmología teórica. El modelo ΛCDM, pilar de la cosmología moderna, que describe un Universo con una constante cosmológica fija, debería ser revisado. Este cuestionamiento abre el camino a otros modelos, donde la energía oscura es un campo escalar dinámico. El destino del Universo, ya sea "Big Freeze" o "Big Crunch", está por tanto por reconsiderar completamente, haciendo de esta cuestión uno de los desafíos mayores de la investigación para los próximos años.

Para ir más allá: ¿Qué es una supernova de tipo Ia?

Una supernova de tipo Ia es la explosión termonuclear cataclísmica de una enana blanca en un sistema binario. Este cadáver estelar acumula materia arrancada a una estrella compañera. Cuando alcanza una masa crítica, la presión y la temperatura en su núcleo desencadenan una reacción de fusión incontrolable. La estrella es completamente dislocada.


La particularidad de estos eventos reside en su mecanismo desencadenante. La masa crítica es siempre la misma. Esto produce una explosión cuya energía es también siempre la misma. Esta regularidad las convierte en herramientas preciosas para los astrónomos, sirviendo de patrones de luminosidad para sondear el Universo.

Sin embargo, nuevos estudios sugieren que el entorno y la edad de la estrella progenitora influyen en la cantidad de níquel radiactivo sintetizado. Este níquel es la fuente principal de la luz. Ligeras variaciones en su producción podrían explicar las diferencias de luminosidad observadas, poniendo en duda su estatus de patrón perfecto.

¿Qué es el "Big Crunch"?

El "Big Crunch" es un escenario teórico para el fin del Universo. Supone que la expansión cósmica terminará por detenerse, luego invertirse bajo el efecto dominante de la gravedad. Toda la materia y la energía comenzarían entonces a acercarse, conduciendo a una contracción generalizada.

Esta fase de contracción sería el espejo temporal del Big Bang. El Universo se volvería cada vez más caliente y denso. Las galaxias terminarían por colisionar, y las estructuras se disolverían en un baño de radiación cada vez más energética. El destino último sería un estado de densidad y temperatura infinitas.

Este escenario solo es concebible si la densidad total del Universo supera un valor crítico. Requiere también que la energía oscura, que actúa como una fuerza de repulsión, no sea constante. Si se debilita o se vuelve atractiva, la gravedad podría imponerse, haciendo del "Big Crunch" nuevamente posible.

¿Qué es el modelo ΛCDM?

El modelo ΛCDM es el marco teórico estándar en cosmología. Describe un Universo compuesto principalmente de energía oscura, simbolizada por la constante cosmológica Λ, y de materia oscura fría. La materia ordinaria, la que constituye las estrellas y los planetas, solo representa una ínfima fracción.


Este modelo se basa en la teoría de la Relatividad General de Einstein. Ha conocido un éxito notable para explicar un amplio abanico de observaciones. Predice con precisión el fondo cósmico de microondas, la formación de las grandes estructuras y la abundancia de los elementos ligeros formados después del Big Bang.

Sin embargo, aparecen tensiones observacionales. El valor de la constante de Hubble medida localmente difiere de la deducida del fondo cósmico de microondas. La posible evolución de la energía oscura, sugerida por estudios recientes, podría necesitar una extensión o modificación de este modelo fundacional.