El modelo estándar del universo dice que la densidad de energía de su contenido y la "energía oscura" de su expansión son, ahora, del mismo orden de magnitud. Coincidencia Cosmica?
Un equipo internacional de investigadores ha usado datos procedentes de potentes modelos por ordenador, apoyados por observaciones del Telescopio Espacial Hubble, para encontrar evidencia de energía oscura justo en nuestro vecindario cósmico.
Los datos pintan un cuadro del universo como un mar virtual de energía oscura, con miles de millones de galaxias equiparables a islas emergiendo del mar. Así lo cree Fabio Governato, un profesor investigador asociado de astronomía de la Universidad de Washington (UW) e investigador del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia.
En 1929 el astrónomo Edwin Hubble demostró que las galaxias se alejan unas de otras, lo que apoyó la teoría de que el universo se ha expandido desde el Big Bang. En 1999, los cosmólogos anunciaron indicios de que una rara fuerza, llamada energía oscura, causaba realmente la expansión acelerada del universo.
Sin embargo, la expansión es más lenta de lo que podría ser debido a la fuerza de gravedad entre las galaxias. A medida que la batalla entre la atracción de la gravedad y la fuerza repelente de la energía oscura se desarrolla, los cosmólogos ponderan si la expansión continuará para siempre o si el universo colapsará en un "Big Crunch".
Governato diseñó un modelo de computadora para simular la evolución del universo desde la Gran Explosión hasta el presente. Su grupo de investigación encontró que el modelo no podía reproducir la expansión suave que se había observado entre las galaxias alrededor de la Vía Láctea, la galaxia en la que reside la Tierra.
De hecho, el modelo produjo desviaciones de una expansión completamente radial que eran de tres a siete veces más altas que la que los astrónomos habían observado realmente. "El movimiento observado era pequeño, y no podíamos reproducirlo sin la presencia de energía oscura" -explicaba-. "Cuando agregamos la energía oscura, obtuvimos una concordancia perfecta".
La energía oscura puede convertirse en materia oscura cuando es golpeada por partículas bariónicas, conduciendo así a excitaciones como de partículas en algún tipo de campo dinámico, conocido como quintaesencia. La quintaesencia difiere de la constante cosmológica en que puede variar en el espacio y en el tiempo. Para que no se agrupen y se formen estructuras como materia, tiene que ser muy ligero de tal manera que tenga una gran longitud de onda Compton.
No se ha encontrado todavía ninguna prueba de la quintaesencia, pero tampoco ha sido descartada. Generalmente predice una aceleración ligeramente más lenta de la expansión del Universo que la constante cosmológica. Algunos científicos piensan que la mejor prueba de la quintaesencia vendría a partir de violaciones del principio de equivalencia y la variación de las constantes fundamentales de Einstein en el espacio o en el tiempo.
Los campos escalares son predichos por el modelo estándar y la teoría de cuerdas, pero un problema análogo al problema de la constante cosmológica (o el problema de construir modelos de inflación cósmica) ocurre: la teoría de la renormalización predice que los campos escalares deberían adquirir grandes masas.
El problema de la coincidencia cósmica se pregunta por qué la aceleración cósmica empezó cuando lo hizo. Si la aceleración cósmica empezó antes en el Universo, las estructuras como galaxias nunca habrían tenido tiempo de formarse y permanecer, al menos como se las conoce; nunca habrían tenido una oportunidad de existir. Quienes proponen el principio antrópico ven esto como un soporte para sus argumentos.
Sin embargo, modelos de quintaesencia tienen un llamado "comportamiento rastreador", que soluciona este problema. En estos modelos, el campo de la quintaesencia tiene una densidad que sigue la pista de cerca (pero es menor que) la densidad de radiación hasta la igualdad materia-radiación, que dispara la quintaesencia empiece a comportarse como energía oscura, finalmente dominando el Universo. Esto naturalmente establece una baja escala de energía de la energía oscura.
Algunos casos especiales de quintaesencia son la energía fantasma, en que la densidad de energía de la quintaesencia realmente se incrementa con el tiempo y la esencia-k (acrónimo de quintaesencia cinética) que tiene una forma no convencional de energía cinética. Pueden tener propiedades inusuales: la energía fantasma, por ejemplo, puede causar un Big Rip.
La nueva quintaesencia es una forma novedosa de energía inherente en el espacio vacío, que está basada en la constante de Planck. La suma fundamental de energía contenida en el espacio-tiempo, es representada por la ecuación E = hn, donde h es la constante de Planck y n es el número de quintesencias contenido en un volumen de espacio dado, por unidad de tiempo (segundos).
"La Esperanza ( energia fantasma), la quintaesencia del engaño humano. Que es al tiempo la fuente de vuestro mayor poder y vuestra mayor debilidad." Matrix Revolutions
"End of transmission"
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