El universo sigue creciendo y los científicos descubren cómo, con una precisión nunca vista antes
Una colaboración internacional analizó seis años de datos del Dark Energy Survey y logró las mediciones más precisas hasta la fecha sobre la expansión del universo. Los resultados refuerzan el modelo cosmológico estándar, pero mantienen abierta una incómoda discrepancia.
Hace poco más de cien años, una observación cambió para siempre nuestra idea del cosmos: las galaxias lejanas se alejan unas de otras, y cuanto más distantes están, mayor es su velocidad de fuga. Aquella constatación marcó el nacimiento del concepto de un universo en expansión. Un siglo después, la pregunta ya no es si el universo se expande, sino por qué lo hace cada vez más rápido.
Esa incógnita es el corazón del trabajo del Dark Energy Survey (DES), una de las colaboraciones cosmológicas más ambiciosas de las últimas décadas. Desde 2013, este consorcio internacional se propuso medir con una precisión inédita los efectos de la energía oscura, el misterioso componente que, según los modelos actuales, domina el contenido del universo y empuja su expansión acelerada.
Ahora, DES presentó un nuevo conjunto de resultados que combinan por primera vez seis años de observaciones de lentes gravitacionales débiles y la distribución de galaxias. El estudio, que sintetiza 18 artículos científicos aún en proceso de revisión por pares, representa el análisis más completo realizado hasta el momento dentro del proyecto.
Cuatro caminos para una misma pregunta
Uno de los hitos del nuevo trabajo es la combinación simultánea de cuatro métodos independientes para estudiar la energía oscura: supernovas de tipo Ia, oscilaciones acústicas bariónicas (BAO), cúmulos de galaxias y lentes gravitacionales débiles. Esta estrategia había sido planteada hace 25 años, cuando DES comenzó a gestarse, pero recién ahora se concreta con un volumen de datos suficiente.
El resultado es una batería de mediciones más del doble de restrictivas que las obtenidas en análisis previos del propio DES. En términos simples, el abanico de modelos cosmológicos compatibles con las observaciones se estrecha. Y, al menos por ahora, el universo sigue comportándose como predice el modelo estándar.
De la sorpresa de 1998 al desafío actual
Durante décadas, los astrónomos asumieron que la expansión del universo debía desacelerarse con el tiempo, frenada por la gravedad. Esa idea se derrumbó en 1998, cuando dos equipos independientes descubrieron, a partir de supernovas lejanas, que la expansión se acelera. Para explicarlo, se introdujo el concepto de energía oscura, que hoy se estima representa cerca del 70 % del contenido total de masa y energía del cosmos.
A pesar de su peso dominante, la energía oscura sigue siendo uno de los mayores enigmas de la física moderna. Precisamente para estudiarla nació el Dark Energy Survey, hoy integrado por más de 400 científicos de 35 instituciones en siete países, bajo el liderazgo del Laboratorio Nacional Fermi de Estados Unidos.
Un censo profundo del cielo austral
Entre 2013 y 2019, DES realizó un cartografiado profundo de una octava parte del cielo utilizando la cámara DECam, un instrumento de 570 megapíxeles instalado en el telescopio Blanco de 4 metros, en el Observatorio Cerro Tololo, en Chile. En 758 noches de observación se recopilaron datos de 669 millones de galaxias, algunas situadas a miles de millones de años luz.
Las instituciones españolas participaron desde el inicio del proyecto, con un papel clave tanto en el desarrollo del instrumental como en el análisis científico posterior.
Según Giulia Giannini, investigadora del ICE-CSIC, el nuevo análisis llevó esa calibración de distancias “a un nivel de precisión sin precedentes”, lo que permite vincular con mayor confianza las observaciones con la física de fondo de la energía oscura.
Seis mil millones de años en reconstrucción
Gracias a técnicas avanzadas de lentes gravitacionales débiles, los científicos lograron reconstruir la distribución de la materia a lo largo de unos 6.000 millones de años de historia cósmica. El conjunto de datos incluye alrededor de 150 millones de galaxias, una cifra tan impresionante como desafiante.
Al comparar los resultados con el modelo cosmológico estándar (ΛCDM) y con una versión extendida donde la energía oscura evoluciona con el tiempo, DES encontró un buen acuerdo general con ambos. Sin embargo, persiste una discrepancia en la forma en que la materia se agrupa en el universo, una tensión que no solo no desaparece, sino que se refuerza al incorporar nuevos datos y compararlos con otros experimentos.
El camino hacia nuevas respuestas
Lejos de cerrar el debate, estos resultados abren la puerta a explorar modelos alternativos de gravedad y energía oscura. También preparan el terreno para el próximo gran salto observacional: el Observatorio Vera C. Rubin, que en los próximos años realizará el Legacy Survey of Space and Time (LSST).
“Estamos entrando en una era de mediciones cada vez más precisas”, resume Anna Porredon, del CIEMAT. “Es muy probable que en la próxima década tengamos respuestas más definitivas sobre qué es realmente la energía oscura y cómo moldea el destino del universo”.