Un nuevo estudio basado en los datos finales de la Encuesta de Energía Oscura (DES, por sus siglas en inglés) sugiere posibles inconsistencias en el modelo cosmológico estándar, conocido como ΛCDM. Si se confirman estas conclusiones, podrían alterar fundamentalmente nuestra comprensión del universo.
La Encuesta de Energía Oscura se llevó a cabo utilizando la Cámara de Energía Oscura (DECam), fabricada por el Departamento de Energía de EE. UU., y montada en el telescopio de 4 metros Víctor M. Blanco, ubicado en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO) en Chile, dentro del programa del NSF NOIRLab. Este telescopio ha sido un pilar en la observación astronómica moderna.
El modelo ΛCDM y sus implicaciones
El modelo ΛCDM ha sido la base de la cosmología actual, describiendo con éxito las estructuras a gran escala del universo. Propone que el 95% del cosmos está compuesto de materia oscura (25%) y energía oscura (70%), sustancias misteriosas cuya naturaleza sigue siendo desconocida. Solo el 5% del universo está formado por materia ordinaria.
La energía oscura, representada por la constante cosmológica (Λ), se considera responsable de la aceleración de la expansión del universo, manteniendo una densidad de energía constante a lo largo del tiempo. Sin embargo, nuevos resultados de la Encuesta de Energía Oscura sugieren que la energía oscura podría evolucionar con el tiempo. Estos hallazgos, presentados en un artículo en el servidor de preprints arXiv y en conferencias en la Cumbre Global de Física de la Sociedad Americana de Física en Anaheim, California, apuntan a una desviación de esta suposición, alineándose con investigaciones anteriores y subrayando su relevancia.
El DES es una colaboración internacional que involucra a más de 400 científicos de más de 25 instituciones, liderada por el Laboratorio Nacional Fermi del Departamento de Energía de EE. UU. Durante seis años, los científicos del DES recopilaron datos en 758 noches, mapeando un área casi equivalente a una octava parte del cielo. El proyecto emplea múltiples técnicas de observación, incluyendo mediciones de supernovas, análisis de agrupamiento de galaxias y lentes gravitacionales débiles para estudiar la energía oscura.
Dos mediciones clave del DES—las Oscilaciones Acústicas de Bariones (BAO) y las mediciones de distancia de supernovas tipo Ia—rastrean la historia de expansión del universo. Las BAO se refieren a un «regulador cósmico» estándar formado por ondas sonoras en el universo temprano, con picos que abarcan aproximadamente 500 millones de años luz. Los astrónomos pueden medir estos picos a través de varios períodos de la historia cósmica para observar cómo la energía oscura ha estirado la escala con el tiempo.
Santiago Ávila, del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) en España, quien estuvo a cargo del análisis de BAO en el DES, afirma: «Al analizar 16 millones de galaxias, el DES encontró que la escala BAO medida es en realidad un 4% más pequeña de lo previsto por el modelo ΛCDM.»
Las supernovas tipo Ia sirven como «velas estándar», ya que poseen un brillo intrínseco conocido. Por lo tanto, su brillo aparente, combinado con información sobre sus galaxias anfitrionas, permite a los científicos realizar cálculos precisos de distancia. En 2024, el DES publicó el conjunto de datos más extenso y detallado de supernovas hasta la fecha, proporcionando mediciones muy precisas de distancias cósmicas. Estos nuevos hallazgos, basados en los datos combinados de supernovas y BAO, confirman de manera independiente las anomalías observadas en los datos de supernovas de 2024.
Al integrar las mediciones del DES con datos del fondo cósmico de microondas, los investigadores inferieron las propiedades de la energía oscura, sugiriendo una naturaleza que evoluciona con el tiempo. Si se valida, esto implicaría que la energía oscura, la constante cosmológica, no es constante, sino un fenómeno dinámico que requiere un nuevo marco teórico. «Este resultado es intrigante porque sugiere física más allá del modelo estándar de cosmología», comenta Juan Mena-Fernández, del Laboratorio de Física Subatómica y Cosmología en Grenoble, Francia. «Si más datos apoyan estos hallazgos, podríamos estar al borde de una revolución científica.»
Aunque los resultados actuales no son definitivos, los análisis futuros que incorporen otros métodos del DES—como el agrupamiento de galaxias y el lente débil—podrían reforzar la evidencia. Tendencias similares han surgido de otros importantes proyectos cosmológicos, como el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI), lo que genera expectativas dentro de la comunidad científica.
«Estos resultados representan años de esfuerzo colaborativo para extraer conocimientos cosmológicos de los datos del DES», señala Jessie Muir, de la Universidad de Cincinnati. «Aún queda mucho por aprender, y será emocionante ver cómo evoluciona nuestra comprensión a medida que se disponga de nuevas mediciones.»
El análisis final del DES, que se espera para finales de este año, incorporará otros métodos cosmológicos para verificar hallazgos y refinar las limitaciones sobre la energía oscura. La comunidad científica aguarda con interés estos resultados, ya que podrían allanar el camino hacia un cambio de paradigma en la cosmología.
