Océano de corrientes: por qué la aceleración del Universo cambia con la dirección ✦

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La cosmología se basa en que a gran escala el Universo es un océano tranquilo, sin tormentas ni corrientes. Este es el principio cosmológico, fundamento del modelo cosmológico estándar ΛCDM. Cuando en 1998 Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Riess descubrieron la expansión acelerada mediante las explosiones de supernovas de tipo Ia, esta parecía uniforme, como la marea. Pero hoy, con nuevos datos, vemos ondulaciones: en una dirección el Universo acelera de forma ligeramente distinta que en otra. Es alarmante: una anisotropía real significaría que la energía oscura no es homogénea. Pero quizás sea más sencillo: nosotros mismos nos movemos en una poderosa corriente cósmica que distorsiona la imagen.

Imagina que eres un rape de aguas profundas en un océano inmenso. Intentas entender si el agua se expande midiendo las distancias a las burbujas que suben. Pero te arrastra una fuerte corriente submarina: delante las burbujas parecen más cerca, detrás más lejos. De manera similar, el movimiento del Sistema Solar respecto a la radiación de fondo cósmico crea un dipolo en los corrimientos al rojo, y las velocidades peculiares de las galaxias añaden ruido. En el catálogo Pantheon+ hay 1701 de estas velas estándar con datos precisos de fotometría y espectroscopia. Dividiendo el cielo en hemisferios opuestos, los científicos calcularon el parámetro de desaceleración q0 para cada uno. Este número indica si la expansión se frena o acelera: un valor negativo significa aceleración. Y la sorpresa: la diferencia Δq0 entre hemisferios alcanzó 0.112 en una dirección casi coincidente con nuestro movimiento a través del fondo cósmico. Hacia donde volamos, la aceleración parece más intensa.

Para limpiar la señal del ruido de las corrientes, los científicos aplicaron modelos estándar de velocidades peculiares. La anisotropía se suavizó, pero no del todo: un efecto residual seguía trasluciendo. Entonces los autores permitieron que las propias supernovas sugirieran el dipolo de movimiento óptimo que minimizara la asimetría. Resultó que el Universo «prefiere» un dipolo de 307 km/s y con una dirección ligeramente distinta a la del dipolo estándar de la radiación de fondo cósmico (369,82 km/s). En cuanto se recalcularon los corrimientos al rojo con este dipolo «supernova», el mapa de anisotropía de q0 se convirtió en ruido blanco, sin ninguna dirección privilegiada.

El resultado es aleccionador: la aparente anisotropía de la expansión del Universo es un espejismo, producto de la imperfección de nuestras correcciones por el movimiento propio. El principio cosmológico se mantuvo, pero aprendimos una lección: la más mínima subestimación de las corrientes locales puede simular física exótica. Para medir con precisión la energía oscura y la constante de Hubble, esta es una sistemática crítica que habrá que considerar en futuros sondeos: los observatorios Vera Rubin y Nancy Grace Roman proporcionarán decenas de veces más supernovas y permitirán cartografiar en detalle las corrientes cósmicas. Quizás en el ruido residual aún se esconda una débil señal de anisotropía real, y entonces nuestra comprensión de la energía oscura daría un vuelco. Pero por ahora la explicación más sensata es que nosotros, nadadores cósmicos, aún no conocemos del todo el río en el que nos movemos. La ironía es que cuanto más preciso medimos el Universo, más claramente vemos nuestra propia movilidad, y que incluso en la era de la cosmología de precisión seguimos siendo observadores arrastrados por las corrientes.