¿Puede un camaleón construir una galaxia? Según los nuevos modelos de computadora, sí.
Esto no es una broma surrealista, sino más bien la implicación de simulaciones recientes que apuntan a explicar el funcionamiento interno de la energía oscura, una fuerza misteriosa que está separando todo en el universo. Los hallazgos, publicados el 8 de julio en la revista Nature Astronomy, respaldan un modelo de energía oscura conocido como Teoría del Camaleón.
Los indicios de energía oscura se descubrieron por primera vez a fines de la década de 1990, cuando los cosmólogos midieron la luz de supernovas distantes y se dieron cuenta de que las estrellas eran más tenues de lo esperado, lo que sugiere que la estructura del espacio-tiempo no solo se estaba expandiendo, sino que se estaba acelerando en su expansión. Los físicos propusieron la existencia de una fuerza que funcionaba en oposición a la gravedad, alejando las cosas unas de otras, en lugar de unirlas.
La mayoría de los investigadores suscriben la idea de que la energía oscura es lo que se conoce como la constante cosmológica, un tipo de energía acumulada en el vacío del espacio, dijo a Live Science Baojiu Li, un físico matemático de la Universidad de Durham en el Reino Unido. "Este modelo simple funciona muy bien en la práctica, y es una adición directa al modelo cosmológico sin tener que modificar la ley de la gravedad", dijo.
El problema es que las principales teorías físicas predicen que el valor de la energía del vacío debería ser 120 órdenes de magnitud más alto que lo que observan los cosmólogos a partir de las mediciones reales de la energía oscura en el universo, dijo Li. Entonces, los físicos han buscado explicaciones alternativas, incluida la teoría del camaleón.
La teoría propone una nueva fuerza, sobre las cuatro ya conocidas, mediada por una partícula llamada partícula de camaleón, según un explicador en la revista Sky and Telescope. La fuerza del camaleón actuaría como energía oscura, separando las galaxias en el cosmos. Pero tener una quinta fuerza inesperada viene con su propio dilema: ¿cómo es que nuestros instrumentos nunca antes habían visto una partícula así?
La teoría sugiere que las partículas de camaleón, como sus homónimos reptilianos, pueden mezclarse con su entorno para evadir la detección. En lugar de cambiar de color, estas partículas cambian de masa. En entornos de alta densidad, como el que está cerca de la Tierra, tienen una gran masa y, por lo tanto, son difíciles de detectar. Es por eso que no vemos los efectos de las partículas de camaleón en nuestro sistema solar, sino solo en escalas cosmológicas extremadamente grandes, donde, en general, la materia es escasa, según la teoría.
Para probar la teoría del camaleón, los investigadores han realizado poderosas simulaciones por computadora, girando materia oscura virtual, una sustancia aún desconocida que supera ampliamente la materia visible en el universo, con las cuatro fuerzas conocidas más partículas de camaleón para crear estructuras celestes como nuestro sistema solar , según un comunicado.
Pero hasta ahora, las limitaciones de potencia de procesamiento han significado que los modelos no pueden incluir materia ordinaria y visible, como protones y electrones. Li y sus colegas usaron supercomputadoras para finalmente incluir las partículas ordinarias junto con todo lo demás y producir estructuras a escala de galaxias.
"Las simulaciones muestran que las galaxias realistas, como nuestra propia Vía Láctea, pueden formarse a pesar del complicado comportamiento de la gravedad", dijo Li.
El equipo espera que más modelos revelen formas de distinguir la teoría de otras hipótesis sobre la energía oscura, agregó.
Entonces, ¿estas ideas desafían la teoría de la relatividad general de Einstein, como se ha informado ampliamente?
"Desafío es una palabra fuerte", dijo a Live Science Jeremy Sakstein, físico de la Universidad de Pensilvania en Filadelfia que no participó en el trabajo.
Para probar la relatividad general, es útil tener teorías competitivas, agregó, y esta nueva investigación representa un paso para hacer predicciones sobre lo que estas alternativas podrían ver en escalas cosmológicas.
