En la década de los años 20, el astrónomo estadunidense Edwin Hubble descubrió que el universo no era estático, sino en expansión, tal como habían predicho los primeros cálculos de Einstein, realizados con su entonces nueva teoría de la relatividad general, publicada en 1916. Como sus resultados decían que el universo se expandía, lo cual era desconocido por entonces, en 1917, Einstein le hizo un remiendo a la relatividad e introdujo un artificio matemático para impedir que “su” universo se le expandiera en el
Papel. Un valor constante llamado “constante cosmológica”. Cuando, en la siguiente década, conoció los resultados obtenidos por Hubble, llamó a ese ajuste “el peor error de mi vida”.
Si el universo se expandía era fácil imaginar la película hacia atrás y calcular el momento en que todo el universo, comprimido en una singularidad, comenzara su expansión. De ahí surgió el modelo, hoy predominante, del big bang, expresión burlona de sus opositores, pero confirmado una y otra vez. Hasta ahí todo iba bien. Faltaba calcular la masa completa del universo para saber si la gravitación detendría alguna vez esa expansión, como detiene la piedra que lanzamos al aire y la regresa a tierra, o si la ligereza del universo, y su velocidad, harían que nuestra piedra saliera de la atracción terrestre: si se expandiría para siempre, siempre, siempre…
Lo que estaba descartado era que pudiera acelerarse. Para que un cuerpo se acelere debe recibir un impulso externo, dicen las leyes de inercia desde Galileo y Newton, también la relatividad. Pero lo descartado ocurrió: en la última década del siglo XX comenzaron las sospechas de que galaxias muy lejanas se aceleraban. Se explicó primero por un Gran Atractor: algo fuera de nuestra vista las atraía.
Pero el asunto se volvió más grave: en 1998 dos equipos científicos independientes sacudieron el campo de la cosmología con una propuesta mayor: parecía haber una exótica fuerza repulsiva, una antigravitación que es tan abundante como las tres cuartas partes del cosmos. Puesto que las fuerzas conocidas son cuatro (electromagnetismo y gravitación en la escala estelar, fuerzas fuerte y débil en el núcleo atómico), se le dio un nombre que viene de los antiguos griegos, quienes veían cuatro esencias en el mundo: agua, tierra, aire y fuego; también recuerda los esfuerzos de los alquimistas: quintaesencia, una quinta fuerza que nadie había invitado. Medidas posteriores permitieron afirmar que la inexplicable aceleración había comenzado hace 10 mil millones de años: también un 70 por ciento, en este caso de la edad calculada al universo.
Ahora científicos del Lawrence Berkeley National Laboratory sostienen que han encontrado una forma de resolver el misterio. En artículo para Physical Review Letters, Eric Linder y Robert Caldwell muestran que diversos modelos físicos de la energía oscura pueden ponerse a prueba para determinar cuál es el correcto según experimentos planeados por la Joint Dark Energy Mission, según propuestas de la NASA y el Departamento de Energía de E.U.
“Los científicos han estado discutiendo la pregunta: ‘¿cuán precisamente necesitamos medir la energía oscura para poder saber qué es?’”, dice Linder. Él y Caldwell describen dos posibilidades: deshielo y congelamiento que apuntan hacia dos posibles destinos del universo. En el primero se desacelera y puede hasta colapsarse de regreso. En el otro, la aceleración continúa indefinidamente, el universo se vuelve crecientemente difuso y frío.
Dice Linder: “Como la energía oscura hace un 70 por ciento del contenido del universo, domina sobre el contenido de materia. Esto significa que la energía oscura determinará, en última instancia, el destino del universo.”
La constante cosmológica propuesta por Einstein era una energía del vacío que evitaba a la gravitación jalar al universo contra sí mismo. “El problema con la constante cosmológica”, dice Linder, es que es constante…” Y así no da cuenta de los primeros momentos del universo, cuando la energía oscura debió ser negligible o no se hubieran formado estrellas ni galaxias. Pero la idea básica ha sido revivida. El “mayor error” de su vida, no fue un error, según parece.
La quintaesencia propuesta por los físicos de hoy no es una constante, sino una forma de energía con “presión negativa” que dirige la expansión. Es como un campo de resortes que cubre cada punto del espacio, “con cada resorte estirado a diferente longitud”, dice Linder.
En el Berkeley Lab, del Department of Energy, físicos, astrónomos e ingenieros diseñan un telescopio con tres espejos de dos metros, que deberá ponerse en órbita en el espacio profundo y entregar datos que permitan establecer si algunas de las hipótesis son válidas (descongelamiento o congelamiento eterno) o hay algo enteramente nuevo y desconocido. Quizá estamos al borde mismo de una física totalmente exótica.
“Los límites de la quintaesencia”, por R.R. Caldwell y Eric V. Linder está en línea en http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505494 y aparecerá el la próxima edición de Physical Review Letters.
