¿Está evolucionando la energía oscura? Los astrofísicos barajan ahora esta posibilidad
La energía oscura, responsable de la expansión acelerada del universo, podría no ser una constante inmutable como se creía. Nuevos datos sugieren que estaría evolucionando con el tiempo, lo que abriría la puerta a un cambio de paradigma en la cosmología.
Por Enrique Coperías
La energía oscura, que constituye el 70% del cosmos y acelera la expansión del universo, ha sido considerada durante décadas una constante cosmológica. Nuevas observaciones apuntan, sin embargo, a que podría estar cambiando con el tiempo. Cortesía: ESA
Desde hace más de dos décadas, la cosmología vive instalada en un consenso tan elegante como inquietante: el universo se expande de forma acelerada gracias a una fuerza misteriosa, la llamada energía oscura.
El modelo ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter) sostiene que el 70% del cosmos está formado por esta energía invisible, un 25% por materia oscura y apenas un 5% por la materia ordinaria que compone galaxias, planetas y personas.
El problema es que nadie sabe qué es realmente la energía oscura. «Ahora sabemos con precisión cuánta energía oscura hay en el universo, pero no tenemos ninguna comprensión física de lo que es —admite Josh Frieman, profesor emérito de Astronomía y Astrofísica en la Universidad de Chicago. Y añade: Es un poco embarazoso que no tengamos idea de qué es el 70% del universo».
Una constante cosmológica que no es tan constante
En el modelo ΛCDM, la energía oscura es simplemente una constante cosmológica: una presión del vacío inmutable que empuja el espacio a expandirse. Pero los últimos resultados apuntan a otra posibilidad: que la energía oscura evolucione.
«Esto sería nuestra primera indicación de que la energía oscura no es la constante cosmológica introducida por Einstein hace más de 100 años, sino un fenómeno dinámico y nuevo», explica Frieman en un comunicado de la Universidad de Chicago.
La idea no es nueva. Desde los años noventa se han propuesto modelos en los que la energía oscura varía con el tiempo. Sin embargo, hasta hace muy poco, los grandes catálogos de datos cosmológicos eran consistentes con el escenario más simple, el no evolutivo.
«El interés por una energía oscura que evoluciona se reavivó con fuerza el año pasado gracias a la combinación de supernovas, oscilaciones acústicas de bariones (BAO) y radiación cósmica de fondo (CMB) de los experimentos DES, DESI y Planck. Esa combinación mostró una fuerte discrepancia con el modelo estándar no evolutivo”, recuerda Anowar Shajib, becario del programa de la NASA en la Universidad de Chicago.
Los datos astronómicos que lo sugieren
El nuevo artículo de Shajib y Frieman, publicado en Physical Review D, combina lo mejor de cada frente: las supernovas de tipo Ia del Dark Energy Survey (DES), los precisos mapas del instrumento DESI, el fondo cósmico de microondas observado por Planck y ACT, y la información sobre lentes gravitatorias fuertes y débiles.
«Para este trabajo reunimos todos los grandes conjuntos de datos —DES, DESI, Sloan Digital Sky Survey (SDSS), TDCOSMO, Planck y ACT— y los combinamos para obtener la medición más restrictiva de energía oscura hasta la fecha», detalla Shajib.
El resultado de estudio apunta a que los modelos de campo escalar —en los que la energía oscura es fruto de una partícula ultraligera que evoluciona lentamente— ofrecen un mejor ajuste a los datos cosmológicos que ΛCDM.
La hipótesis de los axiones ultraligeros
En estos escenarios, la energía oscura no ha sido siempre la misma. Durante miles de millones de años, permaneció constante, pero recientemente habría empezado a variar. Frieman lo ilustra con una metáfora: «Los modelos están basados en teorías de partículas hipotéticas llamadas axiones. En este caso, se trataría de una versión ultraligera del axión que actuaría como energía oscura. Al principio sería constante, pero después empezaría a evolucionar lentamente, como una pelota que empieza a rodar en una pendiente, y su densidad disminuiría poco a poco, tal y como parecen preferir los datos».
Según sus cálculos, la densidad de la energía oscura podría haber descendido un 10% en los últimos miles de millones de años. «No es mucho, pero sí significativo», señala Frieman.
Y ese descenso abre la puerta a una posibilidad fascinante: «Los datos sugieren la existencia de una nueva partícula en la naturaleza, unas 38 órdenes de magnitud más ligera que el electrón», apunta el investigador.
Un nuevo estudio, basado en años de datos precisos de telescopios como el Dark Energy Survey en Chile (en la imagen), sugiere que la misteriosa fuerza conocida como energía oscura podría estar evolucionando con el tiempo en lugar de ser constante. Crédito: Dark Energy Survey.
¿Qué futuro le espera al universo?
La energía oscura no es solo un misterio sobre el presente, también marca el destino final del cosmos. «En estos modelos, la densidad de la energía oscura disminuye con el tiempo. Eso significa que la aceleración cósmica también disminuirá. Nuestro escenario evita tanto el big rip como el big crunch: el universo se expandirá de forma acelerada durante miles de millones de años, hasta un futuro frío y oscuro, un big freeze”, explica Shajib.
Recordemos qué significan estos tres conceptos cosmólógicos
✅ Big rip (gran desgarramiento): escenario en el que la energía oscura aumenta con el tiempo, acelerando tanto la expansión que, llegado un momento, vencería todas las fuerzas de la naturaleza. Primero se separarían las galaxias, después los sistemas solares, más tarde los átomos… hasta que literalmente todo se desgarraría.
✅ Big crunch (gran colapso): Lo contrario. Si la energía oscura disminuyera y la gravedad ganara, la expansión del universo se frenaría, se detendría y acabaría en contracción. Toda la materia y energía volverían a concentrarse en un punto, como un biig bang al revés.
✅ Big freeze (gran congelamiento): Es el escenario más aceptado hoy. La energía oscura sigue acelerando la expansión, pero de forma sostenida y sin llegar a un Rip. Con el tiempo, las estrellas se apagarán, las galaxias quedarán aisladas y el universo se volverá cada vez más frío, oscuro y vacío.
Ese futuro, aunque escalofriante, sería más estable que los escenarios apocalípticos en los que el universo acaba desgarrado o colapsado.
El regreso de una vieja emoción en la cosmología
Para los investigadores, hay también un componente humano en este descubrimiento. «Durante dos décadas los datos indicaban que la energía oscura era constante, hasta el punto de que casi abandonamos la pregunta. Ahora tenemos la primera pista en más de 20 años de que podría estar cambiando. Si es así, sería algo nuevo, que transformaría nuestra comprensión de la física fundamental», confiesa Frieman.
Lo emocionante, añade, es que la respuesta definitiva está cerca: los próximos grandes proyectos, como la extensión de DESI y el observatorio Vera Rubin, podrán confirmar o refutar con enorme precisión si la energía oscura evoluciona.
«Podría aún resultar que estas pistas sean incorrectas, pero quizá estemos a punto de responder a esa pregunta, y eso es tremendamente excitante», concluye. ▪️
Energía oscura: Preguntas & Respuestas
🌌 ¿Qué es la energía oscura?
Es una forma de energía invisible que representa el 70% del universo y causa su expansión acelerada.
🌌 ¿Qué diferencia hay entre el modelo ΛCDM y los modelos dinámicos?
ΛCDM asume una constante cosmológica fija (w = –1). Los modelos dinámicos permiten que la energía oscura cambie con el tiempo.
🌌 ¿Qué dicen los nuevos datos?
Los resultados de DES, DESI y Planck sugieren que la densidad de la energía oscura ha bajado un 10% en los últimos miles de millones de años.
🌌 ¿Qué implicaría su evolución?
Que podría existir una partícula ultraligera, tipo axión, responsable de este fenómeno.
🌌 ¿Cuál será el destino del universo?
Según estos modelos, se descartan el big rip (destrucción por exceso de expansión) y el big crunch (colapso por contracción). El futuro más probable sería un big freeze: un universo frío, oscuro y vacío.
Información facilitada por la Universidad de Chicago
Fuente: Anowar J. Shajib and Joshua A. Frieman. Scalar-field dark energy models: Current and forecast constraints. Physical Review D (2025). DOI: https://doi.org/10.1103/kjpb-r698
