Explican la aceleración cósmica con Einstein pero sin energía oscura

Cúmulo de galaxias
UC DAVIS
Actualizado 14/12/2017 15:44:33 CET

   MADRID, 14 Dic. (EUROPA PRESS) -

   Tres matemáticos tienen una explicación diferente para la expansión acelerada del universo. Prescindiendo de la energía oscura, se basan en una inestabilidad que ya predijeron las ecuaciones de Einstein.

   Las ecuaciones originales de Einstein para la Relatividad General en realidad predicen la aceleración cósmica debido a una "inestabilidad", argumentan, en un artículo publicado recientemente en Proceedings of the Royal Society A.

   Hace unos 20 años, los astrónomos hicieron un descubrimiento sorprendente: no solo se está expandiendo el universo, como se sabía desde hace décadas, sino que la expansión se está acelerando. Para explicar esto, los cosmólogos han invocado una fuerza misteriosa llamada "energía oscura" que sirve para apartar el espacio.

   Poco después de que Albert Einstein escribiera sus ecuaciones para la Relatividad General, que describen la gravedad, incluyó un factor "antigravitatorio" llamado la "constante cosmológica" para equilibrar la atracción gravitacional y producir un universo estático. Pero Einstein llamó más tarde a la constante cosmológica su mayor error.

   Cuando los cosmólogos modernos comenzaron a abordar la aceleración cósmica y la energía oscura, desempolvaron la constante cosmológica de Einstein como intercambiable con la energía oscura, dado el nuevo conocimiento sobre la aceleración cósmica.

   Esa explicación no satisfizo a los matemáticos Blake Temple y Zeke Vogler en la Universidad de California, Davis, y Joel Smoller en la Universidad de Michigan, Ann Arbor.

   "Nos propusimos encontrar la mejor explicación que pudiéramos encontrar para la aceleración anómala de las galaxias dentro de la teoría original de Einstein sin energía oscura", dijo Temple en un comunicado.

   La teoría original de la Relatividad General ha dado predicciones correctas en cualquier otro contexto, dijo Temple, y no hay evidencia directa de energía oscura. Entonces, ¿por qué agregar un elemento 'ad hoc' (energía oscura o la constante cosmológica) a ecuaciones que ya parecen correctas? En lugar de ecuaciones defectuosas que deben ajustarse para obtener la solución correcta, los matemáticos argumentan que las ecuaciones son correctas, pero la suposición de un universo de galaxias en expansión uniforme es incorrecta, con o sin energía oscura, porque esa configuración es inestable.

UNA SOLUCIÓN INESTABLE

   Los modelos cosmológicos parten de un "universo de Friedmann", que asume que toda la materia se está expandiendo pero se distribuye uniformemente en el espacio en todo momento, dijo Temple.

   Temple, Smoller y Vogler hallaron soluciones a la relatividad general sin invocar la energía oscura. Argumentan que las ecuaciones muestran que el espacio-tiempo de Friedmann es realmente inestable: cualquier perturbación, por ejemplo, si la densidad de la materia es un poco más baja que la media, la empuja a un universo en aceleración.

   Temple compara esto con un péndulo al revés. Cuando un péndulo está colgando, es estable en su punto más bajo. Gire un péndulo rígido hacia el otro lado, y puede mantener el equilibrio si está exactamente centrado, pero cualquier ráfaga pequeña lo moverá.

   Esto nos dice que no deberíamos esperar medir un universo de Friedmann, porque es inestable, dijo Temple. Lo que deberíamos esperar medir en su lugar son espacios espaciales locales que aceleran más rápido. Sorprendentemente, los espacios-tiempo locales creados por la inestabilidad muestran precisamente la misma gama de aceleraciones cósmicas que se obtienen en las teorías de la energía oscura, dijo.

   Lo que esto muestra es que la aceleración de las galaxias podría haber sido predicha desde la teoría original de la Relatividad General sin invocar la constante cosmológica / energía oscura en absoluto, dijo Temple.

   "Las matemáticas no son controvertidas, la inestabilidad no es controvertida", dijo Temple. "Lo que no sabemos es que nuestra galaxia, la Vía Láctea, se encuentra cerca del centro de una gran baja densidad de materia en el universo".

   El documento incluye predicciones comprobables que distinguen su modelo de los modelos de energía oscura, dijo Temple.