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Nuevo estudio teórico sugiere que la expansión cósmica puede ser solo un espejismo

Un nuevo estudio potencialmente controvertido sugiere que la expansión del universo puede ser solo un espejismo. Este replanteamiento del universo también ofrece una solución al misterio de la energía oscura y la materia oscura, que los científicos creen que representan alrededor del 95 por ciento de la energía y la materia totales del universo, pero siguen siendo un misterio.

El nuevo enfoque novedoso se detalla en un artículo publicado el 2 de junio en la revista Classical and Quantum Gravity por Lucas Lombriser, profesor de física teórica en la Universidad de Ginebra.

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Los científicos saben que el universo se está expandiendo debido al desplazamiento hacia el rojo, el estiramiento de las longitudes de onda de la luz hacia el extremo rojo del espectro a medida que los objetos que emiten luz se alejan de nosotros. Las galaxias distantes tienen corrimientos al rojo más altos que las más cercanas a nosotros, lo que sugiere que estas galaxias se están alejando de la Tierra.

Recientemente, los científicos han encontrado evidencia de que la expansión del universo no es constante, sino que se acelera cada vez más rápido. Esta expansión acelerada se puede describir con un término llamado constante cosmológica o lambda.

La constante cosmológica ha sido un dolor de cabeza para los cosmólogos porque las predicciones de la física de partículas sobre su valor difieren de las observaciones reales en 120 órdenes de magnitud. Como resultado, la constante cosmológica ha sido descrita como «la peor predicción en la historia de la física».

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Los cosmólogos a menudo intentan resolver la discrepancia entre los diferentes valores de lambda con nuevas partículas o fuerzas físicas, pero Lombriser aborda este problema reconceptualizando algo que ya existe.

«En este trabajo, nos ponemos un nuevo par de anteojos para ver el universo y sus misterios sin resolver a través de transformaciones matemáticas de las leyes físicas que lo gobiernan», dijo Lombisse a WordsSideKick.com por correo electrónico.

En la interpretación matemática de Lombisse, el universo no se expande, sino que es plano y estático, como creía Einstein. En cambio, el efecto de expansión que observamos puede explicarse por la evolución de las masas de partículas como protones y electrones a lo largo del tiempo.

En esta imagen, las partículas provienen de campos que impregnan el espacio-tiempo. La constante cosmológica está determinada por la masa del campo, y cuando el campo fluctúa, las masas de las partículas que produce también fluctúan. La constante cosmológica todavía varía con el tiempo, pero en este modelo, esa variación se debe a los cambios en la masa de las partículas a lo largo del tiempo y no a la expansión del universo.

En el modelo, estas fluctuaciones de campo conducen a mayores desplazamientos hacia el rojo en cúmulos de galaxias distantes de lo que predicen los modelos cosmológicos convencionales. Por lo tanto, la constante cosmológica aún coincide con las predicciones del modelo.

«Para mi sorpresa, en esta nueva visión del universo, el problema de la constante cosmológica parece desaparecer», dijo Lombisse.

El secreto del universo oscuro

El nuevo marco de Lombisse también aborda algunas otras preguntas urgentes en cosmología, incluida la naturaleza de la materia oscura. Esta sustancia invisible supera en número a las partículas de materia ordinaria cinco a uno, pero como no interactúa con la luz, sigue siendo un misterio.

Lombisse piensa que las fluctuaciones en el campo también podrían comportarse como campos de los llamados axiones, partículas hipotéticas que se encuentran entre las candidatas a materia oscura.

Estas fluctuaciones también podrían suavizar la energía oscura, una fuerza hipotética que estira la estructura del espacio, separando las galaxias cada vez más rápido. En este modelo, argumenta Lombisse, la influencia de la energía oscura puede explicarse por los diferentes caminos de evolución que toman las masas de partículas en las últimas etapas del universo.

En esta imagen, «en principio, no se necesita energía oscura», agregó Lombisse.

Luz Ángela García, investigadora postdoctoral de la Universidad ECCI en Bogotá, Colombia, quedó impresionada con la nueva interpretación de Lombriser y los muchos problemas que resolvió.

«Este artículo es muy interesante y proporciona un resultado inusual para múltiples preguntas en cosmología», dijo a WordsSideKick.com, quien no participó en el estudio. «La teoría ofrece una salida a las tensiones actuales en cosmología».

Sin embargo, García instó a la cautela al evaluar los hallazgos del artículo, diciendo que su modelo teórico contiene elementos que pueden no ser comprobables por observación, al menos no en un futuro cercano.

Nota del editor: este artículo fue corregido el 20 de junio a la 1:30 p. m. ET para reflejar que el corrimiento al rojo es evidencia de un universo en expansión, pero no evidencia de un universo en aceleración.

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