Científicos mexicanos y chilenos estudian posibles causas de la aceleración del universo

Desde un enfoque fuera de lo tradicional, un grupo de científicos mexicanos y chilenos ha generado su propio modelo sobre la aceleración del universo, en donde describen algunas posibles causas. Luego de un año de investigación, este equipo ha obtenido resultados de suma importancia para la comunidad de astrónomos y físicos teóricos, ya que sostiene que esta aceleración es provocada debido a la existencia de una dimensión extra, que sería la quinta.

Las razones de la aceleración del universo son desconocidas, por lo que tratar de descifrarlo es un tema “de moda” entre los físicos especialistas. El enfoque de la física tradicionalista se basa en la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, que plantea la existencia de un fluido repulsivo con características muy extrañas. Mediante la observación de diversas explosiones estelares —supernovas del tipo Ia—, este equipo de científicos propone que la aceleración del universo no es a causa de este fluido referido, sino de una quinta dimensión, en la cual la tensión varía con el tiempo.

Este modelo fue contrastado con diversas observaciones cosmológicas, arrojando resultados sorprendentes, ya que además de ir acordes con su propuesta, ayudó a construir diversos parámetros de su teoría y esta información fue aceptada y publicada por la prestigiosa revista Rapid Communications de Physical Review D de la American Physical Society, en donde fue publicada con el título de Brane with variable tension as a possible solution to the problem of the late cosmic acceleration, en su edición de abril de 2018.

Miguel Ángel García Aspeitia, miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) y catedrático Conacyt asignado desde 2014 a la Unidad Académica de Física (UAF) de la Universidad Autónoma de Zacatecas, explicó que lo novedoso de este proyecto fue que el parámetro que relaciona el mundo 5D con el 4D —conocido como tensión de la brana— varíe con el tiempo y otorgarle la característica de cómo evoluciona.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿La aceleración del universo es un descubrimiento reciente?

Miguel Ángel García Aspeitia (MAGA): Esta pregunta es muy interesante porque, de hecho, antes de 2000 se creía que el universo se estaba solo expandiendo a partir del Big Bang. Sin embargo, no sabíamos si la misma gravedad de cada estructura en el universo iba a recolapsarlo o cada vez sería menor su tasa de expansión.

Cuando una supernova explota, su luz es muy estándar, por lo que podemos medir distancias, y de lo que nos dimos cuenta es que no se hizo más lenta la expansión ni se colapsa, sino que vimos que desde épocas actuales cada vez va más rápido la expansión del universo. Este fue un descubrimiento muy fuerte porque no sabemos por qué sucede.

AIC: ¿Cómo podemos ejemplificar el concepto de expansión y aceleración del universo?

MAGA: Imaginemos que lanzamos una manzana al aire, podemos decir que la expansión del universo es la fuerza que tiene cuando empieza a subir; sin embargo, la masa de la Tierra hace que esta manzana regrese, a menos que fuera lanzada con la velocidad de un cohete, llegara a salir de la Tierra y avanzara cada vez más lento, porque estaría perdiendo su energía. Sin embargo, estamos notando que esto no sucede, sino que aun lejos de la Tierra, la manzana empieza a acelerar como si tuviera cada vez más fuerza y fuera más rápido. El cambio de la velocidad de la manzana, en este ejemplo, es la aceleración del universo.

AIC: ¿Qué métodos utilizan para conocer las causas de la aceleración del universo?

MAGA: Para tratar de resolver este problema y conocer las causas, observamos explosiones estelares, también conocidas como supernovas.

AIC: ¿La existencia de una quinta dimensión es algo ya comprobado o es algo que ustedes proponen?

MAGA: La propuesta de la quinta dimensión no es algo nuevo, viene desde hace mucho tiempo. Actualmente no tenemos evidencias fuertes sobre su existencia, pero nuestro modelo se adecúa a las observaciones y podemos decir que ya está pasando los primeros filtros, con esto afirmamos que es competitivo.

AIC: Hasta el momento, ¿cuáles son los principales hallazgos de este proyecto?

MAGA: El modelo que propusimos indica que la energía oscura como un fluido no existe, lo que existen son las dimensiones extras y esas mismas dimensiones son las que hacen que nosotros observemos que se presente la aceleración del universo. Lo que cambia es la forma general de cómo funciona nuestro universo.

AIC: ¿Cuál es la mayor ventaja del modelo que proponen?

MAGA: Que damos una característica a esa forma de aceleración, llamada de “tensión variable”, y nos da un motivo muy interesante para que se dé la aceleración sin necesidad de esos fluidos extraños conocidos como energía oscura.

AIC: ¿Cómo es este modelo?

MAGA: Surge a partir de la ecuación de Einstein; sin embargo, el que él propone es de cuatro dimensiones. Nosotros la estamos extendiendo a cinco dimensiones, lo que nos da la fenomenología que explica lo que está sucediendo. Son ecuaciones que se contrastan con las observaciones reales con la naturaleza y, hasta el momento, aunque todavía tenemos mucho trabajo por delante, han coincidido con la cosmología y la naturaleza. Es precisamente esto lo que ha posicionado nuestro trabajo como un hallazgo importante hasta el momento.

AIC: ¿Qué representa para ustedes haber publicado en la revista Rapid Communications de Physical Review D de la American Physical Society?

MAGA: Es un logro importante porque esta revista es de muy alto nivel; publican artículos muy cortos pero con réferis y editores muy estrictos.

AIC: ¿Cuál es el paso siguiente de este estudio?

MAGA: La idea es hacer cosmología perturbativa. Hasta el momento hemos analizado a grandes rasgos el universo, como “de lejos”. Para hacer cosmología perturbativa se necesita analizar detalles más finos, por ejemplo cómo se forma la estructura o grupos de las galaxias. Podríamos decir que nuestra teoría está comprobada a nivel grande —de todos los filamentos— y ahora es como si tomáramos una lupa y analizáramos más detalladamente si aplica o no aplica. Si fuera aplicando, será una propuesta cada vez más exitosa, lo que indicará que posiblemente existan dimensiones extras.

Fuente: CONACYT.