Datos tomados desde Cerro Tololo cuestionan teorías sobre la energía oscura

Un equipo de astrónomos encontró evidencia en observaciones realizadas en Chile que sugieren que la energía oscura podría variar con el tiempo, lo que podría revolucionar la física actual

19 Marzo 2025

Un nuevo estudio innovador que utiliza los conjuntos de datos finales del Estudio de Energía Oscura (DES por sus siglas en inglés) sugiere posibles inconsistencias en el modelo estándar de la cosmología, conocido como ΛCDM. De confirmarse, estos hallazgos podrían alterar nuestra comprensión del Universo, ya que apuntan a que la energía oscura podría evolucionar en el tiempo. El estudio DES se llevó a cabo con la Cámara de Energía Oscura (DECam) de 570 megapíxeles, fabricada por el Departamento de Energía, y que se encuentra instalada en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en Chile, un Programa de NOIRLab de NSF.

Desde hace algún tiempo, el modelo ΛCDM (Lambda-CDM) ha sido la base de la cosmología moderna, que describe con éxito las estructuras a gran escala del Universo. En este modelo, se propone que el 95% del cosmos está compuesto por materia oscura (25%) y energía oscura (70%), ambas sustancias misteriosas cuya naturaleza sigue siendo desconocida. Sólo el 5% del Universo está formado por materia ordinaria.

Se cree que la energía oscura, representada por la constante cosmológica (Λ), impulsa la expansión acelerada del Universo, manteniendo una densidad de energía constante a lo largo del tiempo. Sin embargo, los nuevos resultados del Estudio de Energía Oscura (DES por sus siglas en inglés), apuntan a una desviación de esta suposición, sugiriendo que la energía oscura podría evolucionar con el tiempo. Estos análisis serán presentados hoy en un artículo científico que aparece en arXiv y en distintas charlas ofrecidas en la Cumbre Mundial de Física de la Sociedad Estadounidense de Física en Anaheim, California. Los hallazgos se alinean con estudios previos, que refuerzan su importancia.

El estudio DES es una colaboración internacional que incluye sobre 400 científicos de más de 25 instituciones, dirigidas por el Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi del Departamento de Energía de EE. UU. DES fue realizado con la Cámara de Energía Oscura (DECam, por sus siglas en inglés) de 570 megapíxeles que fue fabricada por el DOE, y que está instalada en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros de NSF en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO, por sus siglas en inglés) en Chile, un Programa de NOIRLab de NSF. Al tomar datos durante 758 noches, los científicos de DES mapearon un área de casi una octava parte de todo el cielo. Para estudiar la materia oscura, el proyecto emplea múltiples técnicas de observación, incluyendo mediciones de supernovas, análisis de agrupaciones de galaxias y lentes gravitacionales débiles.

Dos mediciones clave del estudio DES —Oscilaciones Acústicas de Bariones (BAO), y mediciones de distancia de explosiones de estrellas, (supernovas de tipo Ia)— rastrean la historia de la expansión del Universo. BAO se refiere a una medida de escala cósmica estándar formada por las ondas sonoras en el Universo temprano, con peaks que abarcan aproximadamente 500 millones de años luz. Los astrónomos pueden medir estos peaks a lo largo de varios períodos de la historia cósmica para ver cómo la energía oscura ha estirado la escala a lo largo del tiempo.

Santiago Ávila, del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) de España, y responsable del análisis de BAO en DES, afirma: “Al analizar 16 millones de galaxias, DES descubrió que la escala BAO medida es en realidad un 4% más pequeña de lo previsto por el modelo ΛCDM”.

Las supernovas de tipo Ia sirven como “candelas estándar”, lo que significa que tienen un brillo intrínseco conocido. Por lo tanto, su brillo aparente, combinado con la información sobre sus galaxias anfitrionas, permite a los científicos hacer cálculos precisos de distancia. En 2024, DES publicó el más extenso y detallado conjunto de datos de supernovas hasta la fecha, proporcionando mediciones muy precisas de las distancias cósmicas. Estos nuevos hallazgos de los datos combinados de supernovas y BAO confirman de forma independiente las anomalías observadas en los datos de las supernovas de 2024.

Al integrar las mediciones del estudio DES con los datos del fondo cósmico de microondas, los investigadores dedujeron las propiedades de la energía oscura, y los resultados sugieren que posee una naturaleza que evoluciona con el tiempo. De confirmarse, esto implicaría que la energía oscura, la constante cosmológica, no es del todo constante, sino un fenómeno dinámico que requiere un nuevo marco teórico.

“Este resultado es intrigante porque apunta a una física más allá del modelo estándar de la cosmología”, afirma Juan Mena-Fernández, del Laboratorio de Física Subatómica y Cosmología de Grenoble (Francia). “Si más datos respaldan estos hallazgos, podríamos estar al borde de una revolución científica”.

Si bien los resultados actuales aún no son definitivos, los próximos análisis que incorporen estudios adicionales, como el agrupamiento de galaxias y lentes gravitacionales débiles, podrían reforzar estas pruebas. De otros proyectos cosmológicos importantes, como el Estudio del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI, por sus siglas en inglés), han surgido tendencias similares, lo que ha aumentado la expectación en la comunidad científica [1].

“Estos resultados representan años de trabajo colaborativo para extraer conocimientos cosmológicos de los datos de DES. Todavía queda mucho por aprender, y será emocionante ver cómo evoluciona nuestra comprensión a medida que se disponga de nuevas mediciones”, afirma Jessie Muir, de la Universidad de Cincinnati.

El análisis final del estudio DES, previsto para finales de este año, incorporará nuevos estudios cosmológicos para contrastar los resultados y precisar las limitaciones de la energía oscura. La comunidad científica espera con impaciencia estos resultados, ya que podrían allanar el camino para un cambio de paradigma en la cosmología.

Notas

[1] Este comunicado de prensa describe el análisis de la Colaboración DESI de los tres primeros años de datos recopilados por el estudio, que también encontró indicios de una energía oscura que evoluciona con el tiempo.

Más Información

Estos resultados fueron presentados por la Colaboración DESI.

NOIRLab de NSF, el centro de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos para la astronomía óptica-infrarroja terrestre, opera el Observatorio Internacional Gemini (una instalación de NSF, NRC-Canadá, ANID-Chile, MCTIC-Brasil, MINCyT-Argentina, y KASI-República de Corea), el Observatorio Nacional Kitt Peak de NSF (KPNO), el Observatorio Interamericano Cerro Tololo de NSF (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC), y el Observatorio Vera C. Rubin de NSF-DOE (en cooperación con el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC del DOE). Es administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede central en Tucson, Arizona.

La comunidad científica está honrada por tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en I’oligam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea en Hawaiʻi, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón, en Chile. Reconocemos y apreciamos el importante rol cultural y el valor que I’oligam Du’ag tiene para la Nación Tohono O'odham, y el que Maunakea tiene para la comunidad Kanaka Maoli (hawaianos nativos).

Los fondos de los Proyectos DES son proporcionados por el Departamento de Energía de Estados Unidos; la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, el Ministerio de Ciencia de España, el Science and Technology Facilities Council del Reino Unido; el Higher Education Funding Council for England; el National Center for Supercomputing Applications de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign; el Kavli Institute of Cosmological Physics en la Universidad de Chicago; la Autoridad de Financiamiento para Fundaciones y Proyectos en Brasil; la Fundación Carlos Chagas Filho para al Apoyo a la Investigación del Estado de Río de Janeiro; el Consejo Nacional para el Desarrollo Científico y Tecnológico y el Ministerio de Ciencia y Tecnología; la Fundación Alemana de Investigación y las instituciones colaboradoras en el Estudio de Energía Oscura.

Basado en parte en datos adquiridos en el Telescopio Anglo-Australiano (AAT) para el estudio de Energía Oscura por OzDES. Reconocemos a los custodios tradicionales de la tierra en la que se encuentra el AAT, el pueblo Gamilaraay, y presentamos nuestros respetos a los ancianos del pasado y del presente.

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Esta es una traducción del Comunicado de Prensa de NOIRLab noirlab2513.