Una solución para la peor predicción de la historia de la Física

¿ Cómo de rápido se está expandiendo el Universo? La cuestión se ha convertido en uno de los ejes centrales de la Cosmología, pero desde hace décadas los científicos están en un auténtico callejón sin salida. De hecho, los dos principales métodos utilizados para hacer ese cálculo difieren en un 9%. Puede no parecer demasiado, pero en realidad es una discrepancia colosal.

La expansión del Universo se describe con un número muy concreto, la constante de Hubble. El primer método para calcular su valor utiliza el fondo cósmico de microondas (CMB por sus siglas en inglés), una reliquia del calor original del Big Bang, y rastrea a través de él cuál fue la tasa de expansión del Universo temprano. El segundo usa lo que los astrónomos llaman «escalas de distancia». El cálculo se basa en un tipo de estrellas variables, las Cefeidas, cuyo brillo fluctúa regularmente a un ritmo que se relaciona con su luminosidad absoluta. Conocidos sus brillos, es posible medir las distancias a las que se encuentran esas estrellas, y esas distancias pueden usarse para saber cómo de lejos están las galaxias cercanas. Mediante la comparación de esas distancias con lo rápidamente que los objetos se alejan de nosotros se determina un valor para la constante de Hubble.

La peor/mejor idea de Einstein
La constante de Hubble, o cosmológica, fue introducida hace ya un siglo por Albert Einstein en su teoría general de la Relatividad. Y casi desde entonces es una auténtica «piedra en el zapato» para los físicos. Y es que, desde el principio, las diferencias entre la predicción teórica de ese parámetro y su medición basada en las observaciones astronómicas ha sido enorme, del orden de 10 elevado a la 121. No sorprende, por tanto que a estimación se considere como la peor y menos acertada de toda la historia de la Física.


Ahora, un investigador de la Universidad de Ginebra (UNIGLE) ha propuesto en un artículo que se publicará próximamente en Physics Letters B una aproximación al problema completamente distinta. Una que, aparentemente, podría resolver esta inconsistencia. La idea pasa por aceptar otra constante, la gravitación universal de Newton, que también forma parte de las ecuaciones de la relatividad general. La idea, que podría ser un avance importante, ha sido recibida con agrado por la comunidad científica, aunque aún debe implementarse para que genere predicciones que puedan después confirmarse o refutarse experimentalmente.

«Mi trabajo escribe en su artículo Lucas Lombriser, único autor de la investigación- consiste en una nueva manipulación matemática de las ecuaciones de la relatividad general que finalmente hace posible armonizar la teoría y la observación sobre la constante cosmológica».

Hace un siglo, Einstein introdujo la constante cosmológica para asegurarse de que su teoría fuera compatible con un Universo que él creía estático e inmutable. Pero Edwin Hubble descubrió que, muy al contrario, las galaxias se están alejando, y más deprisa cuanto más lejos estén. Esa fue la primera prueba de que el Universo, lejos de ser estático, se estaba expandiendo. Al enterarse del trabajo de Hubble, Einstein lamentó haber introducido la constante cosmológica, que a sus ojos se había convertido en algo inútil, e incluso llegó a describirla como «el mayor error de mi vida». En realidad, el genial físico había hecho una aportación enormemente valiosa para la Ciencia. Einstein acertaba incluso cuando se creía equivocado.

Expansión acelerada, la cosa se complica
En 1998 un nuevo y sorprendente hallazgo hizo que las cosas se complicaran más aún. El Universo no solo se expandía, sino que lo hacía de forma acelerada. Esto es, cada vez crece más deprisa, como si una fuerza descomunal y misteriosa lo estuviera inflando cada vez más rápido. Una vez más, se invocó la constante cosmológica para describir lo que los físicos llaman «energía de vacío», algo cuya naturaleza se desconoce por completo (hoy la llamamos «energía oscura») pero que debe, por fuerza, estar detrás de la expansión acelerada del Universo.

El problema, sin embargo, seguía siendo el mismo: el valor teórico asignado a la constante cosmológica, obtenido de la observación precisa del fondo cósmico de microondas es muy diferente del observado. De esta forma, el llamado «problema de la constante cosmológica» se convirtió en uno de los mayores escollos de la física teórica, y ha movilizado a cientos de físicos en todo el mundo.

La mayoría de ellos examina desde todos los ángulos posibles las ecuaciones de la relatividad einsteniana, en un intento casi desesperado de hallar un resquicio que permita resolver la cuestión. Pero hasta ahora no ha habido suerte, y aunque se han presentado ya varias estrategias, no existe un consenso general alrededor de ninguna de ellas.

Lombriser, por su parte, ha tenido la original idea de introducir una variación en la constante universal de la gravitación de Newton, que como se ha dicho también aparece en las ecuaciones de Einstein. Y eso significa que el Universo en que vivimos se convierte en un caso especial entre un número infinito de posibilidades teóricas diferentes.

Tras muchos intentos e hipótesis, el enfoque matemático de Lombriser implica que es posible calcular el parámetro «omega lambda», que es otra forma de expresar la constante cosmológica, y de una forma que, además, resulta mucho más sencilla de manipular.

Se trata, sin duda, de un gran éxito, aunque en fase inicial. A partir de ahora, habrá que realizar análisis para verificar si el nuevo marco propuesto por Lombriser puede usarse para reinterpretar o aclarar otros misterios de la cosmología. El físico ya ha sido invitado a numerosas conferencias científicas para que explique su enfoque, lo cual indica el interés suscitado por su novedosa idea.https://www.abc.es/ciencia/