Nuestro universo sorprendentemente lleno de bultos
NASA, ESA, IPAC/Caltech, STScI, Universidad Estatal de Arizona
Las suposiciones que los físicos han hecho sobre el universo durante más de un siglo pueden estar a punto de ser revocadas. Están surgiendo pruebas de que es mucho más complejo de lo que pensábamos: un hallazgo que podría resolver algunos de los misterios cosmológicos más desconcertantes de la actualidad.
Al modelar el universo, los cosmólogos no pueden describir cada galaxia, por lo que hacen simplificaciones. Por lo general, asumen que el universo en las escalas más grandes es homogéneo e isotrópico, lo que significa que es más o menos el mismo sin importar dónde se mire.
Esta visión se conoce como modelo FLRW, en honor a Alexander Friedmann, Georges Lemaître, Howard Robertson y Arthur Geoffrey Walker, quienes lo desarrollaron en la década de 1920. Casi todas las observaciones cosmológicas se interpretan utilizando el modelo, pero está surgiendo evidencia de que las suposiciones subyacentes son erróneas, como se describe en tres artículos preimpresos publicados este mes.
En el primero, Timothy Clifton de la Universidad Queen Mary de Londres y Asta Heinesen de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, proponen una nueva forma de saber si el modelo FLRW puede describir con precisión nuestro universo.
La prueba utiliza combinaciones de diferentes fórmulas para distancias cósmicas, construidas a partir de observaciones de supernovas y fluctuaciones en la densidad de la materia. Las combinaciones se eligen cuidadosamente para que sean cero si el modelo FLRW se cumple, por lo que cualquier resultado distinto de cero sugeriría que se necesita un nuevo modelo. Se han propuesto otras pruebas anteriormente, pero no han logrado dar una señal clara de que algo anda mal con FLRW.
En el segundo y tercer artículo, Heinesen y Sofie Marie Koksbang de la Universidad del Sur de Dinamarca probaron la prueba con datos cosmológicos existentes.
Hacerlo no es sencillo, por lo que primero tuvieron que descubrir cómo obtener las mediciones de distancia relevantes a partir de los datos sin asumir FLRW, como lo habrían hecho análisis anteriores. Luego utilizaron un método basado en inteligencia artificial llamado regresión simbólica para encontrar fórmulas que se ajustaran a esas medidas de distancia, que podrían usar para la prueba. El resultado fue un resultado claro distinto de cero, lo que sugiere que FLRW tiene fallas.
“Me sorprendió nuestro resultado porque rompe con mucho de lo que habíamos hecho antes”, dice Heinesen.
“Esto sugiere que el universo puede no ser tan simple como parece”, dice Clifton. Dice que puede ser la primera prueba de que FLRW no es lo suficientemente fuerte, lo que “abre un mundo de posibilidades nuevas e interesantes”.
Si bien los nuevos resultados son sugerentes, aún no han alcanzado el estándar completo de evidencia estadística que los cosmólogos requieren para un descubrimiento. Para ello, el equipo debe esperar a que se produzcan más datos astronómicos en los próximos años.
No obstante, este panorama emergente podría tener implicaciones dramáticas. Los cosmólogos llevan mucho tiempo desconcertados por las discrepancias en la tasa de expansión del universo, un desajuste entre su historia temprana y su comportamiento actual, y mediciones recientes sugieren que la energía oscura podría estar cambiando con el tiempo, sorprendiendo a muchos.
Clifton dice que estos misterios fundamentales de la cosmología podrían explicarse por un universo desigual y sin homogeneidad; Estas mediciones son sólo promedios y, por lo tanto, no se puede esperar que se mantengan durante un tiempo determinado, afirma.
Subodh Patil, de la Universidad de Leiden (Países Bajos), cree que los investigadores deben tener cuidado para no sobreinterpretar los datos, pero está impresionado por el enfoque general. “Mi primera impresión es fantástica, están haciendo las preguntas correctas”, dice Patil.
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