Los desiertos gigantescos de la nada casi completa que componen la mayor parte del universo pueden estar causando que la expansión del universo se acelere, sugiere una nueva investigación. Eso significa que estas vastas extensiones de nada podrían explicar la energía oscura , la fuerza misteriosa que parece estar destrozando el universo.

Bienvenido al desierto

Haga zoom hasta el final del sistema solar y la galaxia de la Vía Láctea , y emerge un patrón interesante: la red cósmica, el patrón más grande que se encuentra en la naturaleza. En estas escalas, donde las galaxias enteras aparecen como pequeños puntos de luz, los astrónomos observan cuerdas largas y delgadas de galaxias llamadas filamentos, grupos densos llamados cúmulos, y entre ellos todas las vastas regiones de vacío casi total. Estas regiones áridas son los grandes vacíos cósmicos, el más pequeño de los cuales tiene 20 millones de años luz de diámetro, mientras que el más grande puede tener más de 160 millones de años luz de diámetro.

Al igual que los huecos en una telaraña, los vacíos constituyen la gran mayoría del volumen del universo, a pesar de no albergar casi nada de materia. De hecho, aparte de la propia red cósmica, que se extiende desde un extremo del universo observable hasta el otro, los vacíos cósmicos son las cosas más grandes del cosmos.

El poder de nada

Los astrónomos detectaron por primera vez vacíos cósmicos a fines de la década de 1970, pero desde entonces han sido ignorados en gran medida. En cambio, los astrónomos y cosmólogos se han centrado en las estructuras brillantemente iluminadas del universo, como las galaxias y los cúmulos. A través de esos estudios, los astrónomos detectaron una sorpresa en la década de 1990: la energía oscura.

Energía oscura es el nombre que se le da a la expansión acelerada observada del universo. Esto significa que no solo el universo se expande todos los días; se está expandiendo cada vez más rápido con cada momento que pasa.

Los astrónomos no tienen idea de qué está impulsando este período de expansión acelerada, que parece haber comenzado hace unos 5 mil millones de años. De ahí el término energía oscura: es un nombre genial para un enorme enigma cosmológico.

¿Qué tienen que ver los vacíos con la energía oscura? Por un lado, los efectos de la expansión acelerada no se sienten dentro de los sistemas estelares o las galaxias; allí, la atracción gravitacional de la materia es lo suficientemente fuerte como para abrumarla por completo. Por ejemplo, ni nuestro propio sistema solar ni la Vía Láctea se están agrandando debido a la energía oscura. Pero debido a que los vacíos están casi completamente vacíos, sienten los efectos de la energía oscura mucho más fácilmente. Por lo tanto, tiene sentido investigar la naturaleza de esta expansión acelerada donde su influencia es más fuerte.

Y un nuevo trabajo de investigación, dirigido por un equipo de físicos teóricos iraníes, lleva esta línea de pensamiento un paso más allá. En su artículo, publicado en julio en la base de datos de preprints arXiv(se abre en una pestaña nueva)y aceptado para su publicación en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, los autores afirman que la energía oscura no solo se encuentra en los vacíos, sino que es causada por ellos.

de la oscuridad

¿Cómo pueden estas gigantescas regiones de vacío causar una expansión acelerada? La respuesta, según los autores, no es mirar solo la existencia de vacíos cósmicos sino también su dinámica.

Los vacíos cósmicos simplemente no existen. Como todas las demás grandes estructuras del universo, crecieron desde sus humildes comienzos hasta su enorme estatura actual. Hace miles de millones de años, toda la materia del universo se distribuía de manera bastante uniforme; no hubo grandes diferencias de densidad de un lugar a otro. Pero con el tiempo, cualquier lugar que tuviera un poco más de materia que el promedio comenzó a atraer más materia hacia él. Con más materia, esa región tenía aún más atracción, lo que impulsó aún más el crecimiento. Durante miles de millones de años, la materia se acumuló para formar galaxias, grupos y cúmulos.

Y a medida que crecían esas estructuras, los vacíos se vaciaban y agrandaban. Pero en lugar de verlo como un proceso pasivo, podemos ver el crecimiento de los vacíos como una presión sobre las estructuras que los rodean. Por ejemplo, a medida que crecen los vacíos, las paredes de las galaxias entre ellos se adelgazan constantemente y eventualmente se disuelven, permitiendo que los vacíos se fusionen. En los próximos miles de millones de años, los vacíos terminarán disolviendo la red cósmica, obligando a toda la materia a formar grupos aislados separados por cientos de millones de años luz de vacío.

Esta presión distorsiona el espacio-tiempo alrededor de los vacíos, como cualquier otra fuente de materia o energía en el universo. La distorsión del espacio-tiempo significa que a medida que los vacíos se expanden, empujan a las galaxias en sus bordes, provocando que se separen a pesar de la atracción gravitacional entre ellas.

Los autores descubrieron que los efectos acumulativos de todos los grandes vacíos del universo trabajando juntos para disolver la red cósmica conducen a una expansión acelerada. La fuerza de esta expansión acelerada impulsada por el vacío coincide con las estimaciones actuales de energía oscura.

Los astrónomos necesitarán más estudios para probar esta idea. Por un lado, necesitamos más medidas de vacíos para obtener un mejor cálculo de su presión combinada. Además, necesitamos más información sobre la energía oscura en sí misma, especialmente si su fuerza ha cambiado en los últimos miles de millones de años. Aún así, es una idea intrigante: tal vez la energía oscura no sea causada por alguna fuerza o proceso exótico en el universo, sino que sea simplemente un subproducto de la evolución normal del vacío.

Publicado originalmente en Live Science.

https://www.livescience.com/dark-energy-may-cause-voids