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Fuente: Año Mundial de la Física 2005 Noticias

09/08/2005 Universidad de Princetown


Cosmólogos de la Universidad de Princeton han anunciado un nuevo método para comprender por qué la expansión del universo se está acelerando. La técnica propuesta será capaz de determinar si existe realmente una nueva y desconocida fuerza llamada la “energía oscura”, o el fenómeno de la expansión acelerada puede comprenderse como un fallo de la teoría de la relatividad a grandes escalas del universo.

El Dr. Ishak-Bousaki, investigador asociado de la Universidad, tiene que presentar el método en una reunión de la Sociedad Astronómica Canadiense en Montreal. El Dr. Ishak-Bousaki afirmó al respecto: “La expansión acelerada del universo constituye un problema tremendamente intrigante y un auténtico reto para la astrofísica. Además la cuestión está relacionada con otros problemas en muchos otros aspectos de la física. Nuestra investigación está dirigida a restringir las posibles causas diferentes de esta aceleración.”



Durante los últimos 8 años varios programas de observación independientes han demostrado que el universo ha entrado en una fase de aceleración. Esto constituye una tremenda sorpresa para los astrofísicos que esperaban un enlentecimiento de la expansión causado por las fuerzas gravitatorias de la materia ordinaria en el universo.



Para explicar la aceleración cósmica observada los cosmólogos teóricos introdujeron la noción de que una nueva energía constituía dos tercios de la densidad de energía en el universo y que ejercía une efecto repulsivo más que atractivo. Este concepto teórico fue llamado "energía oscura".



“Pero, ¿es esta energía real?” se pregunta el profesor Spergel de Princeton. “Podría ser un nuevo tipo de energía diferente a lo conocido o por el contrario podría deberse a un fallo de la Teoría de la Relatividad de Einstein." En cualquiera de los casos el impacto en nuestra comprensión del tiempo y el espacio serían enormes. Nuestro objetivo es saber cual de los dos escenarios es el correcto.



El caso más simple de energía oscura es la constante cosmológica de Einstein, (curiosamente profesor también de Princeton) introducida hace 80 años para reconciliar su teoría con la idea de un universo entonces estático. Pero sin embargo años después al observarse que el universo se expandía se arrepintió y la creyó entonces carente de sentido considerándola entonces como “el mayor error de su carrera”. Sin embargo años después de su muerte la aceleración cósmica ha reintroducido en el debate científico este concepto en un contexto diferente.



Otra concepto posible diferente sería considerar la aceleración cósmica como la huella de una nueva teoría de la gravedad que funcionase a escalas muy grandes del universo, en lugar de considerar la expansión como el producto de la energía oscura. Existen algunos modelos recientes de teorías de la gravedad modificada inspirados en la teoría de las supercuerdas y las dimensiones físicas adicionales.



¿Podríamos salir de dudas y confirmar la posibilidad correcta? El procedimiento propuesto muestra que la respuesta es sí. La idea general es como sigue. Si la aceleración se debiese a la energía oscura entonces la historia de la expansión del universo debería ser consistente con la tasa de crecimiento de los cúmulos de galaxias. Si los datos no fueran consistentes y se desviaran, sería un signo de que la Teoría de la Relatividad General hace aguas cuando consideramos en grandes escalas del universo. El procedimiento propuesto incorpora esta idea mediante datos de diferentes sondas cosmológicas que permitan acotar los datos obtenidos sobre la energía oscura, y de esa forma se pueda claramente saber si existen o no inconsistencias.



Por ejemplo un universo descrito con cinco dimensiones, producto de una teoría de la gravedad modificada fue considerado en este estudio y se vio que el procedimiento podría identificar la huella de esta teoría. Es importante por tanto mostrar qué camino es el correcto si el de las teorías de la gravedad modificada o el de modelos de energía oscura.