Al día de hoy, el modelo más aceptado en cosmología para explicar el universo recibe el nombre de ΛCDM (siglas que corresponden a lambda o “no exactamente constante cosmológica” Cold Dark Matter), en el que la materia y la energía oscura son indispensables
A día de hoy, el modelo más aceptado en cosmología para explicar el universo recibe el nombre de ΛCDM (siglas que corresponden a lambda o “no exactamente constante cosmológica” Cold Dark Matter), en el que la materia y la energía oscura son indispensables. Sin embargo, cada vez cobran más fuerza modelos cosmológicos de un universo posible sin contar con tanta “oscuridad”.
El universo clásico
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ΛCDM es el modelo estándar y el más conocido. Da una solución bastante aproximada de la existencia de todo lo que observamos experimentalmente. Explica el fondo cósmico de microondas, una forma de radiación electromagnética que se ha encontrado experimentalmente y que se considera una de las pruebas principales de que hubo un Big Bang.
El modelo también explica la distribución de las galaxias y cúmulos de galaxias, y ofrece una buena aproximación de las abundancias de hidrógeno, helio y litio que se observan en el cosmos.
El modelo estándar basa parte de su desarrollo en la existencia de materia oscura que es, no obstante, materia. Esto significa que tendría que estar formada por átomos/partículas no normales , que aún no se han encontrado a pesar de que se están realizando muchos experimentos para detectarlas. Hasta ahora, ninguno ha tenido éxito. Este no resultado nos lleva a la duda de su existencia.
Después del Big Bang
Según el modelo ΛCDM, tras el Big Bang, el universo sufrió una expansión: la inflación. La densidad del sistema fluctuó, y esto impulsó la expansión de una mezcla de fotones y partículas conviviendo en forma de plasma. Se inició así la expansión del universo.
Estas fluctuaciones produjeron cambios en la densidad de la materia y la radiación llegando a un punto en el que los electrones y los bariones formaron los átomos. El hidrógeno fue el primero en formarse.
Pero hay un momento en el que el plasma se volvió neutro y las perturbaciones no se propagaron. Solo permanecieron fluctuaciones (las oscilaciones acústicas bariónicas, BAO) generadas, según el modelo, principalmente por fotones, bariones, energía oscura y materia oscura.
Estas oscilaciones han sido observadas experimentalmente y se consideran como fósiles de las primeras ondas del universo que quedaron impresas en el fondo cósmico de microondas (CMB, por sus siglas en inglés).
La edad oscura
En este estadio el universo era inobservable en la mayor parte del espectro electromagnético; estaba en la denominada edad oscura. Durante esta era, en regiones excesivamente densas, comienza el colapso gravitacional, lo que da lugar a la formación de las primeras fuentes de radiación, como las estrellas. Todo continúa creciendo y fusionándose bajo la influencia de la gravedad, formando una vasta red cósmica de densidad de algo que no sabemos qué es, y no es posible observar: se trata de la llamada materia oscura.
A medida que el universo continúa expandiéndose con el tiempo, la presión negativa asociada a la energía oscura (en el modelo ΛCDM) domina, oponiéndose, cada vez más, a las fuerzas gravitacionales. De este modo, con el impulso de la energía oscura, la expansión del universo se acelera.
Todo parece cuadrar en este modelo que se sustenta en la existencia de la materia y la energía oscura. Sin embargo, y cada vez con más tensión científica, ambas se están poniendo en cuestión. Existen modelos que explican el universo sin contar con ellas.
El modelo alternativo
Como alternativa se ha propuesto el modelo híbrido bautizado como CCC+TL (CCC: constantes de acoplamiento covariables; TL: luz cansada). Este modelo, liderado por Rajendra Gupta, profesor de física e investigador de la Universidad de Ottawa (Canadá), niega por completo la existencia de materia oscura. Los resultados de las investigaciones se han publicado en Astrophysical Journal.
En este modelo la Λ (“no exactamente constante cosmológica”), responsable de que el universo esté acelerando su expansión y asociada con la energía oscura, se reemplaza por un conjunto de constantes de acoplamiento que son “covariables”. Esto significa que pueden variar con el tiempo y entre diferentes regiones del espacio, es decir, dependen de las condiciones del entorno.
En consecuencia, la aceleración de la expansión del universo no se debe a la denominada “energía oscura” sino al cambio que las constantes de acoplamiento sufren con el tiempo y el espacio. Es una explicación mucho más dinámica y adaptable.
Añadamos la luz cansada
El modelo, además, se combina con luz cansada. Lo postuló Einstein: por razones no especificadas, la luz puede perder energía en proporción a la distancia recorrida (de ahí lo de luz cansada).
Esta idea se ha propuesto para explicar el corrimiento al rojo de la luz de las galaxias distantes. Los fotones sufren una pérdida gradual de energía a medida que viajan a través del cosmos. Así se puede reproducir la ley de distancia del corrimiento al rojo, la conocida ley de Hubble.
Este modelo, al igual que el estándar, también explica las oscilaciones acústicas bariónicas a gran escala, el tamaño de las galaxias y la distribución angular del horizonte debida al BAO e impreso en las microondas cósmicas.
