Energía oscura, un fenómeno enigmático

Eduard de la Cruz Burelo

En los años veinte del siglo pasado el astrónomo Edwin Hubble observó la velocidad de alejamiento de las galaxias y se dio cuenta que mientras más lo hacen, su velocidad es mayor, estableciendo la Ley de Hubble que indica una expansión del universo a velocidad constante (como si se tratara de un globo al inflarse).

Sin embargo, en 1998 los astrónomos Saul Perlmutter y Brian Schmidt junto con Adam G. Riess (en 2011 obtuvieron el Premio Nobel de Física por sus descubrimientos) realizando observaciones de luz proveniente de un tipo de supernovas permitieron deducir una expansión no constante, sino de forma acelerada de las galaxias, pero no sin saber por qué, y aportaron evidencia de un tipo de energía a la que se denominó oscura.

La energía oscura es un fenómeno enigmático que suena parecido a la materia oscura pero resulta diferente, tal vez su única similitud es la falta de certeza de lo que podría ser. “Sí sabemos que no es materia”, dice Eduard de la Cruz Burelo, investigador del Departamento de Física del Cinvestav.

La fuerza de gravedad es atractiva, mientras la expansión acelerada asemeja a una fuerza repulsiva y a esta se identifica como energía oscura. Para Nora Bretón Báez, investigadora del Departamento de Física del Cinvestav, “en realidad no se sabe si es una energía o un efecto de la geometría del universo, quizá simplemente no tenemos el modelo adecuado de él o tal vez nuestra ley de gravitación falla a grandes distancias”.  

Se le llamó energía porque una expansión significa fuerza repulsiva, el único ejemplo de esto es el caso eléctrico, donde se pueden tener cargas de diferente signo, entonces la fuerza puede ser atractiva o repulsiva.

En la gravitación todas las fuerzas son atractivas, porque la masa no puede ser negativa, significa que cualquier partícula atrae y aquí se ve lo contrario, es una especie de repulsión que acelera. No es materia y se le llama energía porque se puede modelar como una energía extra en las ecuaciones de Einstein para la gravitación.

“Desde el punto de vista experimental no sabemos nada; está presente desde la gran explosión, afecta gravitacionalmente y es algo a tomar en cuenta cuando se describe el comportamiento de la radiación cósmica de fondo”, sostiene Eduard De la Cruz.

Desde el principio había un componente de energía oscura y eso la muestra como un fenómeno fundamental aún sin entender. Se sabe de su existencia debido a que la luz de las supernovas observadas llega de manera más tenue a la esperada si la expansión del universo ocurriera a una velocidad constante.

Nora Bretón Báez

A grandes rasgos hay tres posibilidades para explicarla: que se trate de un medio material o sustancial, modelado por campos escalares con diferentes propiedades; que su origen sea la geometría del espacio-tiempo (una geometría del tipo hiperbólico tendría ese efecto); o que la relatividad de Einstein sea solo una aproximación válida a escala del sistema solar y para grandes distancias exista otra teoría más precisa.

Su estudio es algo relativamente nuevo y aunque no se puede decir qué la causa, los cálculos indican que representa cerca de 74 por ciento del universo, por ello su interés científico, “no significa que no hemos avanzado, ya se puede decir que estaba desde el principio; hemos aprendido muchas cosas pero todavía no hemos llegado a decir qué es”, asegura De la Cruz Burelo.

Determinar qué produce la expansión acelerada del universo permitiría conocer mejor de qué ésta hecho; si se trata de un medio material o si las teorías de la física existentes son correctas a cualquier escala y distancia en el espacio. Además, las ideas para detectarla y comprobarla, con sus experimentos y tecnologías innovadores podrían generar aplicaciones para beneficio del ser humano; pero aún es difícil predecir si tendrá o no aplicaciones.

Algunos investigadores han pensado que cuando se descubra podría ser utilizada como fuente de energía si se pudiera “recolectar”, pero eso será muy complicado. Este tipo de investigación es lo que se llama ciencia básica, que pretende estudiar la naturaleza y descubrir fenómenos simplemente para aprender.

La energía oscura es responsable la expansión acelerada del universo pero no de manera constante y provoca que las galaxias se separen cada vez más y de forma acelerada, se le dio el nombre de oscura porque es una incógnita.

Los fenómenos que no pueden ser explicados en el contexto de las teorías vigente como la energía oscura pueden llevar a redefinir la visión de la naturaleza como pasó con las teorías de Newton o Einstein, sostuvo Eduard de la Cruz Burelo.