La relatividad general de Einstein está siendo desafiada: es nuestra mejor oportunidad para entender la energía oscura

La estimación más precisa que han realizado los astrofísicos hasta ahora defiende que el universo está constituido en un 66,2% por energía oscura, en un 28,8% por materia oscura, y el 5% restante lo acapara la materia convencional con la que todos estamos familiarizados. Y de la que nosotros mismos estamos constituidos. Resulta muy sorprendente, incluso un poco perturbador, que la materia que podemos observar represente tan solo el 5% de los ingredientes fundamentales del cosmos.

La mejor herramienta de la que disponen los cosmólogos a la hora de entender los mecanismos que rigen el comportamiento de las grandes estructuras del universo es la teoría de la relatividad general de Einstein. Durante el último siglo ha sido puesta a prueba en innumerables ocasiones, y hasta ahora siempre ha salido indemne. Sin embargo, para los científicos encontrar una fisura en una teoría tan sólida y aparentemente inamovible no representa un problema. Todo lo contrario; les da la oportunidad de elaborar nueva física.

Esto es precisamente lo que está intentando hacer un grupo de investigadores de la Universidad de Michigan. Y es que, sorprendentemente, las medidas con las que describen el ritmo al que crecen las grandes estructuras del universo, como, por ejemplo, las agrupaciones de galaxias, entran en conflicto con las predicciones de la teoría general de la relatividad. Según los cálculos de estos científicos estas grandes estructuras evolucionan a una velocidad más lenta que la anticipada por la teoría de Einstein. Quién sabe, puede que estemos en la antesala de esa nueva física tan ansiada.

La energía oscura está en el punto de mira de buena parte de los astrofísicos

La energía y la materia oscuras no son oscuras porque tengan connotaciones tenebrosas. Ni mucho menos. Los físicos las describen así porque, a pesar de ser conscientes de su existencia, apenas saben nada de ellas. Ni siquiera los instrumentos más precisos que ha elaborado el ser humano son capaces de identificar la presencia de la materia oscura. Sin embargo, los científicos saben que está ahí, en el cosmos, porque observan sus efectos gravitacionales sobre la materia ordinaria, y este mecanismo sí pueden medirlo y evaluarlo.

La energía oscura es tan enigmática como la materia oscura. Puede, incluso, que más en la medida en que los astrofísicos aún saben menos de ella. Sin embargo, buena parte de los investigadores defiende que es la responsable de la expansión acelerada del universo. Los investigadores de la Universidad de Michigan que he mencionado unas líneas más arriba defienden esta tesis, pero sus cálculos les han permitido identificar una disparidad entre las predicciones de la relatividad general y lo que ellos han observado. Minh Nguyen, el físico que lidera este estudio, lo explica con mucha claridad:

"A medida que transcurre el tiempo cósmico un pequeño grupo de materia inicial atrae y acumula más materia gracias a la interacción gravitacional [...] Esta acumulación de materia persiste e incrementa su densidad hasta el punto de llegar a colapsar. Esto es lo que nosotros llamamos 'crecimiento' [...] Si en estas circunstancias la gravedad actúa como un amplificador capaz de reforzar las perturbaciones de la materia e incentivar el crecimiento de las grandes estructuras del cosmos, la energía oscura ejerce como un atenuador capaz de inhibir estas perturbaciones y ralentizar el crecimiento de la estructura".

La conclusión a la que han llegado Nguyen y sus colegas es apasionante: "Estudiando los mecanismos que permiten a las estructuras cósmicas agruparse y crecer podemos intentar entender mejor la naturaleza de la gravedad y la energía oscura". Su declaración de intenciones nos recuerda lo mucho que aún desconocemos acerca no solo de la energía oscura, sino también de la gravedad. Al fin y al cabo estos dos mecanismos actúan como los auténticos motores del universo, y conocerlos un poco mejor probablemente permitirá a los físicos pronosticar con más precisión cuál será el destino inevitable del cosmos.

Imagen de portada: Alex Andrews

Más información: Universidad de Michigan

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