🔭 Energía oscura: las piezas de un rompecabezas cósmico encajan

El Universo no solo se expande, sino que su expansión incluso parece acelerarse. ¿Qué provoca esta aceleración, disimulada discretamente bajo el término de energía oscura?

Una investigación realizada en el marco del Dark Energy Survey (DES) ofrece resultados inéditos. Tras seis años de observaciones realizadas con la cámara DECam, instalada en el telescopio Victor M. Blanco, los científicos han podido analizar información sobre cientos de millones de galaxias. Este conjunto de datos cubre un octavo de la bóveda celeste y sondea épocas que se remontan a miles de millones de años luz.


Para comprender este fenómeno, el equipo ha combinado cuatro enfoques distintos. Estos integran la observación de supernovas de tipo Ia, los efectos de lente gravitacional débil, la distribución de las galaxias, así como las oscilaciones acústicas de los bariones. Esta combinación de métodos ofrece una visión más global de la historia cósmica.

Las mediciones recogidas abarcan los últimos seis mil millones de años. Los investigadores luego confrontaron sus resultados con dos modelos cosmológicos principales: el modelo estándar LCDM, en el cual la energía oscura es constante, y el modelo ampliado wCDM, donde esta puede modificarse. Las observaciones concuerdan con ambos marcos, a la vez que precisan notablemente las restricciones sobre los efectos atribuidos a la energía oscura.

Un parámetro muestra sin embargo una divergencia: la forma en que la materia se agrega en el Universo reciente. Las anticipaciones teóricas, ajustadas a las mediciones del Universo primitivo, no coinciden perfectamente con las observaciones actuales. Esta discrepancia incluso parece confirmarse con los nuevos datos, planteando así nuevos interrogantes para los cosmólogos.

Con el fin de precisar estos resultados, el DES planea fusionar sus datos con los del futuro observatorio Vera C. Rubin. Su programa de estudio LSST, previsto para una década, observará miles de millones de galaxias adicionales, proporcionando una representación aún más fina de la energía oscura. El director de programa de la NSF precisó que Rubin permitirá nuevos experimentos sobre la naturaleza de la gravedad.

Las sondas cósmicas: cómo observar la expansión

Para cuantificar la expansión del Universo, los astrónomos utilizan varias técnicas complementarias. Una de las más conocidas se basa en las supernovas de tipo Ia. Su luminosidad intrínseca estándar las convierte en puntos de referencia de distancia fiables, permitiendo rastrear la evolución de la velocidad de expansión. Su estudio, de hecho, fue determinante para poner en evidencia la aceleración cósmica.

Otro método reside en la lente gravitacional débil. Cuando la luz procedente de una galaxia distante roza un objeto muy masivo, como un cúmulo de galaxias, su trayectoria se desvía ligeramente. El examen de estas deformaciones permite estimar la cantidad de materia, visible o no, situada en la línea de visión. Esto contribuye a cartografiar la arquitectura a gran escala del cosmos.

La distribución de las galaxias y las oscilaciones acústicas de los bariones (BAO) constituyen también instrumentos de elección. Las BAO son huellas fósiles de ondas de presión que recorrieron el Universo primitivo, congeladas aproximadamente 380.000 años después del Big Bang. Midiendo las distancias intergalácticas, estas oscilaciones sirven de patrón para rastrear la expansión.

El cruce de estas diferentes sondas, a imagen del trabajo realizado por el Dark Energy Survey, ofrece una visión multidimensional del Universo. Cada técnica presenta sus ventajas y sus debilidades, pero su combinación permite poner a prueba los modelos cosmológicos con una exactitud cada vez mayor.