Afinan la composición del universo: el 33% es materia y el 66% energía oscura

El universo se compone de un 66.2% de energía oscura y el 33.8% restante es una combinación de materia ordinaria -planetas o estrellas que vemos brillar- y materia oscura, según un nuevo análisis que afina la naturaleza del cosmos y abre la puerta a observaciones más exactas.

Se trata, según los responsables de la investigación, de la contabilidad “más precisa y potente” realizada hasta la fecha de la energía y de la materia oscuras, dos ingredientes invisibles del universo que aún son un misterio para la comunidad científica. Los resultados se publican en una serie de artículos en The Astrophysical Journal.

“Con este análisis (denominado Pantheon+) concluimos de forma convincente que el cosmos se compone de aproximadamente dos tercios de energía oscura y un tercio de materia, sobre todo en forma de materia oscura, y que se está expandiendo a un ritmo acelerado durante los últimos miles de millones de años”, resumen los autores liderados por Dillon Brout, del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian.

No obstante, y pese a que Pantheon+ da cifras, el desacuerdo sobre el ritmo de esa expansión continúa.

Hay materia ordinaria (5% del universo) y materia oscura, cuya existencia se formuló hace más de medio siglo y no emite luz pero ejerce atracción gravitatoria. La energía oscura es diferente.

Según los cosmólogos, la energía oscura produce la expansión acelerada del universo contrarrestando la fuerza de la gravedad.

Ambas son pilares del llamado modelo estándar de cosmología pero no se han detectado directamente y son uno de los mayores misterios del modelo, resume en un comunicado el centro de Harvard-Smithsonian.

Con este nuevo análisis -que confirma observaciones previas-, han “peinado los datos” y pueden decir “con más confianza que nunca cómo ha evolucionado el universo a lo largo de los eones y que las mejores teorías actuales sobre la energía oscura y la materia oscura se mantienen firmes”, según Brout.

Pantheon+ se basa en un conjunto de datos que comprende más de 1,500 explosiones estelares llamadas supernovas de tipo Ia; estas se producen cuando las estrellas enanas blancas -remanentes de estrellas como nuestro sol- acumulan demasiada masa y sufren una reacción termonuclear fuera de control.

Estas detonaciones estelares pueden vislumbrarse a distancias superiores a los 10,000 millones de años luz, es decir, a lo largo de unas tres cuartas partes de la edad total del universo.

El gran descubrimiento en 1998 de la expansión acelerada del universo fue gracias al estudio de supernovas de este tipo.

En las décadas posteriores, los científicos han seguido recopilando conjuntos de datos cada vez más amplios, que han revelado supernovas en un rango de espacio y tiempo aún mayor, y Pantheon+ los ha reunido ahora en el examen “más sólido” hasta la fecha desde el punto de vista estadístico, detallan sus responsables.

“Este último análisis de Pantheon+ es la culminación de más de dos décadas de esfuerzos diligentes por parte de observadores y teóricos de todo el mundo para descifrar la esencia del cosmos”, afirma Adam Riess, otro de los autores y uno de los ganadores del Premio Nobel de Física del 2011 por el descubrimiento de la expansión acelerada del universo.

Tomando los datos en su conjunto, el nuevo análisis sostiene que el 66.2% del universo se manifiesta como energía oscura, siendo el 33.8% restante una combinación de materia oscura y materia.

Otro resultado clave está relacionado con uno de los principales objetivos de la cosmología moderna: determinar la tasa de expansión actual del universo, conocida como la constante de Hubble.

La combinación de la muestra de Pantheon+ con datos de la colaboración SH0ES, dirigida por Riess, da como resultado la medición “más estricta” de la tasa de expansión actual del universo (por cada megaparsec o 3,26 millones de años luz, el análisis estima que en el universo cercano el propio espacio se expande a más de 160,000 millas por hora).

Sin embargo, otros análisis y método dan resultados distintos y una constante de Hubble a un ritmo significativamente menor, es lo que se ha denominado “tensión de Hubble”. Los nuevos datos confirman y aumentan esta tensión.

“Pensábamos que sería posible encontrar pistas para una solución novedosa (...)”, pero “descubrimos que las profundas discrepancias siguen siendo tan obstinadas como siempre”, afirma Brout.

No obstante, defiende, los resultados de Pantheon+ podrían ayudar a señalar dónde se encuentra la solución a la tensión de Hubble.