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| Durante años, los científicos han creído que la energía oscura era una fuerza constante que impulsaba la expansión del universo. Sin embargo, nuevos hallazgos del experimento DESI sugieren que esto podría no ser cierto. Al crear el mapa 3D del cosmos más grande jamás creado, los investigadores ven indicios de que la energía oscura podría estar evolucionando con el tiempo. Fuente: Colaboración DESI y KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor |
21 marzo 2025.- Utilizando datos de casi 15 millones de galaxias y cuásares, el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura ( DESI ) ha creado el mapa 3D más detallado del universo jamás creado. Un nuevo análisis, que combina las observaciones de DESI con otros importantes conjuntos de datos cósmicos, sugiere que la energía oscura, la misteriosa fuerza que impulsa la expansión acelerada del universo, podría no ser constante. En cambio, su influencia podría estar cambiando con el tiempo, desafiando el modelo estándar de la cosmología.
- - El último análisis de DESI se basa en sus primeros tres años de datos, que abarcan casi 15 millones de galaxias y cuásares.
- - El equipo combinó datos de DESI con resultados de otros experimentos, incluidos estudios del fondo cósmico de microondas (CMB), supernovas y lentes gravitacionales débiles.
- - Cuando se observan en conjunto, el rango completo de datos es difícil de conciliar con el modelo cosmológico estándar (Lambda CDM).
- - Un modelo en el que la energía oscura evoluciona con el tiempo parece explicar mejor las observaciones combinadas.
El papel de la energía oscura en el destino del universo
El futuro del universo depende del equilibrio entre la materia y la energía oscura, la misteriosa fuerza que impulsa su expansión acelerada. Nuevos hallazgos del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI), que ha creado el mapa 3D más detallado del cosmos, revelan cómo la energía oscura ha influido en el universo durante los últimos 11 000 millones de años. Los científicos han detectado indicios de que la energía oscura, considerada durante mucho tiempo una «constante cosmológica» fija, podría estar evolucionando de formas inesperadas.
DESI es una colaboración global de más de 900 investigadores de más de 70 instituciones, liderada por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) del Departamento de Energía de EE. UU. El equipo ha publicado sus últimos resultados en varios artículos en arXiv y los presentó en la Cumbre Global de Física de la Sociedad Americana de Física en Anaheim, California.
Indicios de una energía oscura en evolución
Considerados individualmente, los datos de DESI son consistentes con nuestro modelo estándar del universo: Lambda CDM (donde CDM es materia oscura fría y Lambda representa el caso más simple de energía oscura, donde actúa como una constante cosmológica).
Sin embargo, al combinarlos con otras mediciones, hay indicios crecientes de que el impacto de la energía oscura podría estar disminuyendo con el tiempo y que otros modelos podrían ser más adecuados. Estas otras mediciones incluyen la luz remanente del origen del universo (el fondo cósmico de microondas o CMB), las explosiones estelares (supernovas) y cómo la luz de galaxias distantes se deforma por la gravedad (lente débil).
DESI ha creado el mapa 3D más grande de nuestro universo hasta la fecha y lo utiliza para estudiar la energía oscura. La Tierra está en el centro de esta animación, y cada punto representa una galaxia. Fuente: Colaboración DESI y KPNO/ NOIRLab /NSF/AURA/R. Proctor
Cambiando la comprensión de la energía oscura
“Nos guiamos por la navaja de Occam, y la explicación más sencilla de lo que observamos es el desplazamiento”, afirmó Will Percival, coportavoz de DESI y profesor de la Universidad de Waterloo . “Cada vez parece más probable que necesitemos modificar nuestro modelo estándar de cosmología para que estos diferentes conjuntos de datos tengan sentido en conjunto, y la energía oscura en evolución parece prometedora”.
Hasta el momento, la preferencia por una energía oscura en evolución no ha alcanzado los 5 sigma, el estándar de oro en física que representa el umbral para un descubrimiento. Sin embargo, diferentes combinaciones de datos de DESI con los conjuntos de datos de CMB, lentes de luz débiles y supernovas oscilan entre 2,8 y 4,2 sigma. (Un evento de 3 sigma tiene un 0,3 % de probabilidad de ser una casualidad estadística, pero muchos eventos de 3 sigma en física se han desvanecido con la acumulación de datos). El análisis utilizó una técnica para ocultar los resultados a los científicos hasta el final, mitigando cualquier sesgo inconsciente sobre los datos.
DESI es uno de los estudios más extensos del cosmos jamás realizados. Este instrumento de vanguardia, que capta la luz de 5.000 galaxias simultáneamente, se construyó y opera con financiación de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía (DOE). DESI está instalado en el Telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., en el Observatorio Nacional Kitt Peak de Arizona. El experimento se encuentra ahora en su cuarto de cinco años de estudio del cielo, con planes de medir aproximadamente 50 millones de galaxias y cuásares (objetos extremadamente distantes pero brillantes con agujeros negros en sus núcleos) para cuando finalice el proyecto.
El Instrumento Espectróscopo de Energía Oscura ha creado el mapa 3D más grande del universo hasta la fecha. Recorra millones de galaxias cartografiadas con datos de coordenadas de DESI. Fuente: Colaboración DESI y Planetario Fiske, CU Boulder.
Un gran salto en precisión y evidencia
El nuevo análisis utiliza datos de los primeros tres años de observaciones e incluye casi 15 millones de las galaxias y cuásares mejor medidos. Representa un gran avance, ya que mejora la precisión del experimento con un conjunto de datos que duplica con creces el utilizado en el primer análisis de DESI, que también indicó la evolución de la energía oscura .
DESI rastrea la influencia de la energía oscura estudiando cómo se distribuye la materia en el universo. Los eventos del universo primitivo dejaron patrones sutiles en la distribución de la materia, una característica llamada oscilaciones acústicas bariónicas (BAO). Este patrón BAO actúa como una regla estándar, cuyo tamaño en diferentes momentos se ve afectado directamente por la expansión del universo. Medir la regla a diferentes distancias muestra a los investigadores la intensidad de la energía oscura a lo largo de la historia. La precisión de DESI con este enfoque es la mejor del mundo.
¿Grietas en el Modelo Estándar?
“Durante un par de décadas, hemos tenido este modelo estándar de cosmología que es realmente impresionante”, afirmó Willem Elbers, investigador postdoctoral de la Universidad de Durham y copresidente del grupo de trabajo de Estimación de Parámetros Cosmológicos de DESI, encargado de calcular los números que describen nuestro universo. “A medida que nuestros datos se vuelven cada vez más precisos, encontramos posibles fallas en el modelo y nos damos cuenta de que podríamos necesitar algo nuevo para explicar todos los resultados en conjunto”.
La colaboración comenzará pronto a trabajar en análisis adicionales para extraer aún más información del conjunto de datos actual, y DESI seguirá recopilando datos. Otros experimentos que se pondrán en marcha en los próximos años también proporcionarán conjuntos de datos complementarios para futuros análisis.
“Nuestros resultados son un terreno fértil para nuestros colegas teóricos, quienes analizan modelos nuevos y existentes, y estamos entusiasmados por ver sus resultados”, declaró Michael Levi, director de DESI y científico del Laboratorio Berkeley. “Sea cual sea la naturaleza de la energía oscura, moldeará el futuro de nuestro universo. Es realmente extraordinario que podamos observar el cielo con nuestros telescopios e intentar responder a una de las preguntas más importantes que la humanidad se ha planteado jamás”.
Compartiendo los datos con el mundo
Los videos que analizan el nuevo análisis del experimento están disponibles en el canal de YouTube de DESI . Además de presentar sus últimos resultados sobre energía oscura en la reunión de la APS de hoy, la colaboración DESI también anunció que su Versión de Datos 1 (DR1) , que contiene los primeros 13 meses de datos del estudio principal, ya está disponible para que cualquiera la explore. Con información sobre millones de objetos celestes, el conjunto de datos respaldará una amplia gama de investigaciones astrofísicas, además de los objetivos cosmológicos de DESI.
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