Hoy en día, los científicos están de acuerdo en que nuestro universo está compuesto aproximadamente en un 4% por materia, un 23% por materia oscura y un 73% por energía oscura. Las estrellas, los planetas y los seres vivos, como nosotros, estamos hechos de materia. Sin embargo, esta es solo una mínima parte de lo que hay en nuestro universo.
Por otro lado, la materia oscura y la energía oscura, que forman en conjunto el 96% de nuestro universo, son cosas cuya naturaleza aún es desconocida, de ahí el nombre de «oscuras». Son cuestiones que no podemos detectar con nuestros instrumentos, aunque se cree que existen por sus efectos en nuestro universo. En este artículo, nos concentramos en la energía oscura, pero si quieres saber qué es la materia oscura te dejamos nuestro video sobre ella en la descripción.
Entonces ¿cuáles son los efectos de la energía oscura en nuestro universo? En simple, la energía oscura es la causante de que el universo se expanda. Pero ¿qué significa esto? Veamos.
Hace más de 13 mil millones de años ocurrió el Big Bang, el origen de nuestro universo. Una forma simple, aunque errónea, de imaginar el Big Bang es como una gran explosión. Esta explosión fue la causante de que aparezca nuestro universo y toda la materia que está en él.
Sin embargo, el Big Bang difiere de una explosión en un aspecto importante. Mientras que una explosión inicia en un punto y luego se expande a través del espacio, el Big Bang no se expandió por el espacio. Antes del Big Bang no existía espacio. Este se creó y se empezó a expandir con el Big Bang. Hoy en día, este se sigue expandiendo.
Este hecho sorprendió a muchos científicos de inicios del siglo pasado, ya que durante mucho tiempo se pensó que el universo era eterno e inmutable. Sin embargo, en la década de 1920, Edwin Hubble descubrió que el universo se estaba expandiendo, cuando observó que la mayoría de galaxias se alejaban cada vez más de nosotros.
Tras este descubrimiento, los científicos asumieron que esta expansión debería desacelerarse conforme pasara el tiempo. ¿Por qué? Por la gravedad. Poco a poco, esta fuerza haría que todas las estrellas y galaxias se atraigan unas a otras, poniendo así un freno a la expansión del universo.
Sin embargo, en 1998 dos equipos internacionales independientes, uno liderado por el astrofísico Saul Perlmutter y el otro por el astrofísico Brian Schmidt, descubrieron lo contrario. Ambos equipos encontraron evidencia de que la expansión del universo no solo no se estaba desacelerando, sino que se estaba acelerando. Es decir que ahora la velocidad de la expansión del universo es mayor a aquella ocurrida durante los primeros años del Big bang.
De hecho, de acuerdo con la NASA, esta aceleración de la expansión del universo pudo empezar hace aproximadamente 7.5 mil millones de años. Pero ¿por qué ocurre esta aceleración? La respuesta es que aún no lo sabemos, pero algo debe estar causando esta aceleración. A este algo los científicos lo llaman energía oscura. Sea lo que sea, es aquello que constituye la mayoría de nuestro universo y solo la conocemos por su efecto en él.
Existen diversas hipótesis acerca de qué es la energía oscura. Sin embargo, la explicación más simple y actualmente más aceptada es la idea de la constante cosmológica. Pero ¿qué es la constante cosmológica?
La constante cosmológica era una constante representada con la letra lambda que Einstein introdujo en su teoría de la relatividad general. Una constante en matemática es un valor que nunca cambia.
Como sabrás, la física explica el universo usando la matemática. Las matemáticas de la teoría de la relatividad predecían que la gravedad haría que toda la materia se junte con el tiempo. Sin embargo, como antes se pensaba que el universo era estático, Einstein agregó este valor constante a sus ecuaciones para que contrarreste a la fuerza de gravedad y así el universo no cambiara.
La idea de fondo es que el espacio tiene una propiedad especial: este tiene su propia energía que permite que se cree más espacio. Así, a pesar de que los objetos se atraen por la gravedad, esta energía permitiría que más espacio se cree entre ellos, produciendo así que el universo se mantenga inmovil.
Sin embargo, como mencionamos, a finales de la década de los 20s se descubrió que el espacio seguía en expansión y este no era inmutable. Así, la idea de la constante cosmológica fue descartada hasta finales del siglo pasado, cuando fue revivida como una posible solución a la expansión cada vez más acelerada del universo.
Esta solución plantea que, dado que el espacio tiene energía, y dado que cada vez se crea más espacio, entonces cada vez habría más y más de esta energía oscura, lo que a su vez explicaría por qué se acelera cada vez más la expansión de nuestro universo.
Esta no obstante, no es la única solución planteada para explicar la expansión del universo y tiene sus problemas. Por ejemplo, cuando tratamos de aplicar su valor a la mecánica cuántica, el resultado predice que nuestro universo sería destruido, lo cual obviamente no ha sucedido.
Así, aún no sabemos exactamente qué es la energía oscura, pero sabemos que provoca la expansión del espacio. Una posibilidad es que sea la constante cosmológica. Aunque, hoy en día se están trabajando algunas alternativas, como teorías gravitatorias alternativas a las de Einstein. Sin embargo, esto será tema para un próximo video.
