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Ciencia

Proponen la existencia de una «quintaesencia» cósmica impregnando el universo

Unas nuevas observaciones en el eco de radiación procedente del Big Bang han apoyado la teoría de que existe una sustancia que explica por qué se expande el cosmos.

Desde 1998, se sabe que el universo se expande con una aceleración cada vez mayor, de forma que en un futuro la mayoría de las galaxias estarán cada vez más y más alejadas unas de otras. Se desconoce qué está causando esta extraña disolución del cosmos y por qué cada vez es más intensa, pero algunos físicos han postulado la existencia de una energía oscura para explicar el origen de esta peculiar «repulsión». Por ahora, sin embargo, lo cierto es que la naturaleza de esta energía es completamente hipotética.

Esta semana, un grupo de cosmólogos ha afirmado haber encontrado indicios de la naturaleza de la energía oscura en la forma como la luz se curvaba en el universo primitivo. Las observaciones de la radiación de fondo de microondas (CMB), un «eco» térmico procedente del Big Bang, les han llevado a postular la existencia de una «quintaesencia» cósmica, una exótica sustancia que impregnaría el cosmos. Sus conclusiones se han publicado esta semana en « Physical Review Letters» y se han realizado a partir de datos de la misión Planck, de la Agencia Espacial Europea (ESA), finalizada en 2013.

¿Acabará el universo con un «Big Crunch»

Quizás lo más interesante es que si la energía oscura estuviera «hecha» de esta quintaesencia, la expansión del universo se ralentizaría con el tiempo e incluso podría invertirse, causando un ciclo de contracción que podría finalizar con un «Big Crunch», en el que el cosmos colapsaría sobre sí mismo. «De nuevo, estamos en una situación donde no tenemos ni remota idea sobre cómo va a acabar el universo», ha explicado en « Nature.com» Sean Carroll, físico teórico del Caltech, en Estados Unidos.

Por ahora, los pilares de la cosmología no se están derrumbando. Esta hipótesis de la quitaesencia requeriría hacer una revisión muy profunda de muchas teorías, pero afirmaciones excepcionales requieren evidencias excepcionales: varios científicos han alertado de que las observaciones experimentales que sostienen este estudio no llegan al umbral necesario para hablar de descubrimiento, es decir, a una significacion de cinco sigmas.

Sin embargo, el estudio vuelve a resaltar que se desconocen muchas cosas fundamentales sobre el universo, como por qué se expande y por qué hay una masa invisible que mantiene unidas las galaxias, normalmente conocida como materia oscura.

¿Qué es la energía oscura?

En 1998, el estudio de muy lejanas supernovas llevó a constatar que, cuanto más alejada está una región del universo de nosotros, con mayor aceleración se aleja. Después, muchos estudios confirmaron estas observaciones y se empezó a hablar de una energía oscura, como fuente de esa misteriosa repulsión.

La idea que dominó es que esta energía oscura es una propiedad intrínseca del espacio-tiempo, pero otros sugirieron que existe algo así como un «campo de quintaesencia», una especie de éter (el quinto elemento, para los griegos) o material invisible impregnando el espacio vacío en el universo.

Esta quintaesencia sería una sustancia tangible y con fluctuaciones. Implicaría que en un universo que se extiende, su concentración sería cada vez menor, lo que frenaría su expansión en un futuro. Sin embargo, si la energía oscura fuera una propiedad intrínseca del universo, esta expansión seguiría acelerándose.

Pero un paso muy importante en ciencia es poder poner a prueba las hipótesis que se plantean. En 1998, algunos científicos calcularon cómo se podría medir el efecto de la quintaesencia en la radiación de fondo de microondas. En teoría, la quitaesencia modularía la dirección de la polarización de los fotones y sería posible observarlo.

Pruebas en la radiación de fondo

Ahora, dos cosmólogos, Yuto Minami, investigador en la Organización para la Investigación en Física de Altas Energías con Aceleradores (KEK), en Japón, y Eiichiro Komatsu, científico en el Instituto Max Planck para Astrofísica en Garching, Alemania, han identificado la huella de esa polarización, supuestamente causada por la quintaesencia, en los datos recogidos por la misión Planck sobre la radiación de fondo de microondas. Sus observaciones han sido posibles gracias a una técnica que desarrollaron el año pasado.

Estas conclusiones contradicen lo hallado por otros investigadores que también han explorado este fenómeno. Por eso, la física Suzanne Staggs, de la Universidad de Princeton (EE.UU.), ya ha adelantado que examinarán los resultados obtenidos por Minami y Komatsu y que tratarán de reproducirlos.

Varios teóricos consultados por « Nature.com» han manifestado su cautela, por lo excepcional que sería el hallazgo, y por la carencia de evidencias significativas, a nivel estadístico.

De confirmarse, el hallazgo de esta quintaesencia tendría profundas implicaciones para la cosmología y sus modelos de evolución. Por ejemplo, llevaría a cambiar las estimaciones sobre la edad del universo (13.800 millones de años). Además, afectaría al modelo estándar de partículas, que explica las interacciones conocidas, y que no predice la existencia de esta sustancia.

Por eso no sorprende que ya haya en marcha varios proyectos para examinar la polarización de la radiación de fondo en busca de la quintaesencia.

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