Investigador chileno estudiará modelos sobre la expansión acelerada del Universo

A inicio de la década de los '90 se descubrió que el universo estaba en una expansión acelerada, y una de las fuentes de esa aceleración era la presencia de la "energía oscura", una especie de fluido energético que no se ve. Sin embargo, hasta la actualidad hay grandes preguntas abiertas sobre esta materia, ¿qué es la energía oscura?, ¿qué tipo de energía es?, ¿cómo evoluciona?, ¿cómo se comporta a medida que el universo se expande?, ¿cómo fue antes?, ¿cómo va a ser en el futuro?.

En ese tema el Doctor Norman Cruz del Departamento de Física, de la Facultad de Ciencia de la Universidad de Santiago de Chile (Usach), ha estado trabajando por más de una década, y a inicios de este año se adjudicó un proyecto Fondecyt para profundizar aún más su línea de investigación. "Energía oscura y evolución fantasma", es el nombre del proyecto en el cual buscará averiguar la naturaleza de la energía oscura.

La investigación se centrará en modelar la evolución del cosmos. Dentro de los antecedentes que ya se manejan está el dato de que la energía oscura interactúa con la materia oscura, que es otro de los grandes componentes del universo presente en las galaxias y que se caracteriza por ser una materia que no se ve y que tampoco se sabe exactamente qué partículas la componen. Al igual que el aire que está compuesto por partículas que no vemos, pero existen, la materia oscura estaría formando la mayor parte de las galaxias, pero al igual que el caso del aire, la mayor parte de la masa de las galaxias es materia que no vemos.

Asimismo, la llamada "evolución fantasma" a la que hace referencia el proyecto es un término, consistente con la observación, con el que se bautizó a una posible expansión del universo cuando se descubrió (a inicios del 2000), que la energía oscura podría tener un comportamiento particular.

El investigador explica que, "a medida que el universo se expande, la densidad de esa energía oscura podría crecer. Es una cosa bien de locos, bien poco intuitiva, porque si algo se expande la densidad tiende a disminuir, pero en esta energía oscura podría crecer su densidad. Eso hace que exista la probabilidad teórica de que el universo se expanda cada vez más rápido, y en algún momento esta expansión podría ser tan rápida que simplemente todo el universo se va a disgregar. Va a haber una especie de explosión infinita y todos vamos a quedar separados de todos, el universo completo, incluyendo las estructuras más elementales".

Ante esta evaluación, el proyecto Fondecyt estudiará modelos donde la energía oscura podría tener comportamiento fantasma, es decir, que podría dar lugar a una expansión indefinida del universo. El objetivo de esta búsqueda es que al tener esos resultados, en adelante se puedan generar modelos que permitan estudiar el origen y funcionamiento de la expansión fantasma (expansión acelerada del universo).

Cruz especifica que el objetivo del proyecto es "lograr construir un modelo que dé lugar a una expansión acelerada del universo —porque eso es lo que se observa hoy en día— pero que esa expansión acelerada por algún mecanismo, en algún momento, se detenga, y mejor todavía, simplemente, no dé lugar a ninguna expansión de tipo explosiva".

Por la naturaleza de este proyecto, el trabajo no termina al finalizar el Fondecyt. El desarrollo de este tema será un puente que aportará a comprender la energía oscura para, con esos resultados, continuar el estudio del cosmos.

Esta investigación a cargo de Cruz, será trabajada solamente por el académico, quien trabajará el tema durante tres años, señalando que "siempre quedan muchas líneas laterales que finalmente se prolongan o salen dentro del proyecto, pero la duración es en base a lo que uno mismo se da cuenta que puede desarrollar en ese tiempo".

En una primera etapa se trabajará con modelos con términos cinéticos no convencionales,  continuando con el estudio del Principio Holográfico aplicado a la cosmología. El trabajo sobre modelos holograficos se relacionan directamente con la investigación, ya que como explica el especialista "si se aplica este principio a la cosmología, tratando de entender el universo a gran escala se obtiene información muy interesante sobre la energía oscura".

Este proyecto Fondecyt espera aportar en el estudio del cosmos y su expansión, generando un entendimiento hacia la naturaleza de la energía oscura, pero teniendo claro que el tema se enmarca en una problemática aún mayor. En palabras del doctor "el problema es muy grande, hay gente muy famosa que ha dicho que posiblemente entender realmente el problema de la energía oscura significa pasar por una revolución en la física, donde quizás tengamos que cambiar nuestras teorías actuales, así que uno intenta aportar desde sus posibilidades".