Por qué el universo se está expandiendo cada vez más rápido es una de las mayores preguntas abiertas en física. Las teorías actuales no pueden explicar completamente este crecimiento acelerado. La imagen estándar actual del universo se basa en la teoría general de la relatividad de Einstein y el modelo estándar de la física de partículas. En este marco, los científicos plantean la hipótesis de la presencia de una fuerza misteriosa comúnmente conocida como “energía oscura” que explica la rápida expansión del espacio. A pesar de su uso generalizado en cosmología, aún se desconoce la verdadera naturaleza y origen de la energía oscura.
Ahora, investigadores del Centro de Tecnología Espacial Aplicada y Microgravedad (ZARM) de la Universidad de Bremen, en colaboración con colegas de la Universidad Transilvania de Brasov en Rumania, sugieren una forma diferente de ver el problema. Su trabajo indica que la expansión del universo puede explicarse (al menos en parte) sin invocar la energía oscura.
¿Por qué se añadió energía oscura en primer lugar?
Los cosmólogos utilizan la teoría general de la relatividad de Einstein junto con las ecuaciones de Friedman para describir cómo cambia el universo con el tiempo. Sin embargo, cuando estas ecuaciones se aplican a observaciones astronómicas reales, se quedan cortas. Para que coincida con lo que ven los telescopios, los científicos deben agregar un “término de energía oscura” adicional a la ecuación. Esta adición no se desprende naturalmente de la teoría, lo que hace tiempo que la convierte en una solución insatisfactoria.
Un nuevo método que utiliza gravedad mejorada
Debido a estas limitaciones, el equipo de ZARM y sus colaboradores rumanos exploraron un concepto alternativo. Sus resultados, publicados Revista de cosmología y física de astropartículasFinsler se basa en una extensión de la relatividad general (GR) conocida como gravitación. Este método se ha desarrollado en los últimos años y utiliza una descripción amplia de la geometría del espacio-tiempo.
A diferencia de la formulación estándar de GRT, la gravedad de Finsler puede describir el comportamiento gravitacional de los gases con mayor precisión. Esta distinción adquiere importancia al modelar el comportamiento a gran escala del universo.
Expansión acelerada sin energía oscura
Cuando los investigadores aplicaron la gravedad de Finsler a la ecuación de Friedman, descubrieron un resultado interesante. La ecuación modificada, conocida como ecuación de Finsler-Friedman, predice naturalmente un universo en aceleración incluso en el espacio vacío. No se requieren suposiciones adicionales y no es necesario agregar a mano palabras adicionales sobre “energía oscura”.
“Esta es una indicación interesante de que podemos explicar la expansión acelerada del universo, al menos en parte, sin energía oscura, basándonos en una geometría espacio-temporal generalizada”, afirmó Christian Pfeiffer, físico de ZARM y miembro del equipo de investigación. “Esta nueva perspectiva geométrica sobre el problema de la energía oscura abre nuevas posibilidades para comprender mejor las leyes de la naturaleza cósmica”.
