Las causas de la expansión acelerada del Universo, cuyo descubrimiento en 1998 ha valido el Nobel de Física a los investigadores Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Riess, siguen siendo un enigma para la comunidad científica. O bien la teoría de la Relatividad de Einstein no es del todo completa, o bien existe una sustancia extraña que llena el cosmos y produce esa aceleración, la llamada “energía oscura”. En el Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València, un grupo de investigadores trabaja en algunos de los proyectos más avanzados para medir con precisión la aceleración de la expansión del Universo.
Este experimento se denomina BOSS (acrónimo inglés de Cartografiado Espectroscópico de Oscilaciones Bariónicas), continuación del exitoso proyecto Sloan Digital Sky Survey (SDSS), que durante 8 años obtuvo imágenes de más de un cuarto del cielo y creó tres mapas tridimensionales que contienen más de 930.000 galaxias y 120.000 cuásares. BOSS estudia la distribución espacial de un tipo de galaxias rojas para detectar lo que los físicos llaman “pico acústico bariónico”, una escala característica impresa por las oscilaciones que produjeron las ondas sonoras al propagarse en el fluido de bariones y fotones en los inicios del universo. Estas fluctuaciones dieron lugar a las galaxias que hoy conocemos.
Así, al combinar esta distribución espacial actual de las galaxias rojas con datos del fondo cósmico de microondas, una especie de radiación fósil del Big Bang, aportados por la misión Planck, “se puede medir con precisión la aceleración de la expansión del Universo”, asegura Olga Mena, investigadora del IFIC participante en el proyecto. En BOSS se analizarán 1,5 millones de galaxias utilizando un telescopio del Observatorio Apache Point (Nuevo México, EE.UU.) y técnicas de espectroscopía para medir las propiedades de la luz procedente de estas galaxias. Si finalmente BOSS observa diferencias en la aceleración de la expansión del Universo, ello pondría en entredicho uno de los modelos más utilizados actualmente para explicarla: el de la aceleración constante y uniforme.
Este modelo parte de la constante cosmológica introducida por Einstein como una modificación de su ecuación del campo gravitatorio para conseguir una solución de universo estacionario. Al descubrir Hubble la expansión del Universo, Einstein desterró esta constante como “el mayor error de su vida”. Sin embargo, al descubrirse en los noventa la aceleración de la expansión del Universo, esta constante volvió a tener eco entre los científicos para explicar esta aparente fuerza de repulsión que acelera la velocidad a la que las galaxias parecen alejarse entre sí.
Si esa aceleración no es uniforme, el modelo de aceleración constante tendría que dar paso a otras explicaciones. Entre ellas, los físicos del IFIC trabajan en dos: que esta aceleración sea causada por un tipo de partícula, para lo cual analizarán las posibles interacciones con el resto de partículas elementales que puedan tener; o que existan diferencias en la medida de la gravedad a escala cosmológica, suponiendo que las leyes establecidas por Einstein no funcionan igual a grandes escalas. Sin embargo, según Carlos Peña, otro de los investigadores del IFIC involucrado en este estudio, “las primeras observaciones no parecen indicar que existan modificaciones en la gravedad importantes de una región a otra del Universo”.
Así pues, la aceleración de la expansión del Universo sigue siendo un misterio, para cuya resolución, son necesarios varios métodos combinados. Los datos del fondo cósmico de microondas aportados por Planck serán fundamentales, al igual que la cartografía de las galaxias rojas elaborada por BOSS. Hay otros proyectos relacionados que se sumarán al estudio de esta enigmática energía oscura que acelera la expansión del Universo.
El IFIC participa en el proyecto PAU (Physics of the Accelerating Universe), cuyo objetivo es cartografiar las galaxias de una parte del cielo y medir su “desplazamiento al rojo” con técnicas fotométricas, que consiguen mayor precisión que otras técnicas utilizadas anteriormente. Para conseguirlo es necesario construir una cámara que sea capaz de observar las galaxias con esta precisión, lo que significa introducir algunas novedades técnicas. Hay dos cámaras en construcción: una que se instalará en otoño-invierno de 2012 en el telescopio Herschel (Isla de La Palma), y otra que será ubicada en el telescopio ACTUEL, en construcción en el Pico del Buitre (Javalambre, Teruel).
La mayor parte de la financiación proviene del proyecto Consolider-Ingenio 2010 PAU, en el que participan además del IFIC, el Institut de Ciències de l'Espai (ICE, CSIC), el Institut de Física d'Altes Energies (IFAE) y el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA, CSIC), el Instituto de Física Teórica (CSIC-UAM) y el Port d´Informació Científica (PIC).
Fecha de actualización: 6 de octubre de 2011 13:42.
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