El universo podría haber cambiado a una nueva energía exprés
Un resorte comprimido permanece inmóvil durante años. Parece congelado para siempre, pero dentro del metal los átomos se reordenan lentamente, y un día el resorte hace clic, pasando a una nueva posición más relajada. Algo similar piensan los físicos sobre el vacío: podría no ser verdaderamente vacío e inmutable, sino un estado temporalmente congelado que puede cambiar de repente a otro, con una densidad de energía diferente.
Los autores del nuevo trabajo construyeron varios modelos de esta transición tardía. En algunos escenarios, simplemente cambia la energía del vacío — esa misteriosa energía oscura que separa las galaxias. En otros, parte de la materia oscura se convierte en radiación y en el espacio aparecen paredes de dominio (capas delgadas donde las propiedades del vacío cambian bruscamente). Luego compararon estos escenarios con tres conjuntos de datos reales: distancias a galaxias lejanas medidas mediante oscilaciones acústicas de bariones (ondas sonoras del universo temprano congeladas en la distribución de la materia), brillo de supernovas y el mapa de la radiación de fondo — la luz antigua que conserva la huella de los primeros instantes.
El resultado más interesante: el modelo donde alrededor del 10% de la materia oscura participa en la transición y se generan paredes de dominio en el espacio concuerda perfectamente con las observaciones. Prefiere un tiempo de transición alrededor del corrimiento al rojo 7, es decir, aproximadamente 800 millones de años después del Big Bang. La caída pura de la energía del vacío sin efectos adicionales está más restringida: si la transición ocurrió más tarde que cuando el universo tenía la mitad de su edad actual, la energía del vacío no pudo caer más de la mitad. De lo contrario, el mapa de la radiación de fondo se vería diferente: las burbujas del nuevo vacío dejarían distorsiones notables.
Así, la hipótesis de la inestabilidad del vacío pasa de especulación filosófica a una parte comprobable de la cosmología. Así como el clic de un resorte revela una tensión oculta, los futuros mapas de la radiación de fondo y nuevas mediciones de distancias podrán detectar las huellas de tal transición o descartarla de manera concluyente.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2605.30259
The existence of a landscape of metastable vacua raises the possibility that our Universe may have undergone quantum vacuum decay at late times. This work explores how such a transition can be tested with cosmological observables, focusing on precision distance measurements and cosmic microwave background (CMB) anisotropies. A set of phenomenological models is constructed in which late-time quantum tunneling changes the vacuum energy and may convert a subcomponent of dark matter into dark radiation, possibly accompanied by domain-wall production. The resulting expansion histories are compared with DESI DR2 baryon acoustic oscillation data; supernova distance measurements from DES-Dovekie, Pantheon+, and Union3; and a compressed CMB likelihood. For quantum-tunneling models, current cosmological distance measurements still allow a 50% decrease in the total vacuum energy for a transition redshift $$z_t<1$$. The model with dark-matter conversion and domain-wall production provides a good fit to resolve the tension between cosmological observables and the $$\Lambda$$CDM model, with a preferred transition around $$z_t \sim 7$$ and about 10% of dark matter participating in the transition. Additionally, CMB anisotropy constraints from bubble nucleation and the associated domain-wall network are derived and shown to strongly restrict slow or sparse late transitions. Applied to the minimal quantum-tunneling model, these constraints allow an $$\mathcal{O}(10\%)$$ decrease in the total vacuum energy for a transition redshift $$z_t$$ of order unity. For nonminimal models, dark-matter-density-dependent tunneling can proceed rapidly enough to evade such bounds. These results demonstrate that late-time quantum vacuum decay is a testable cosmological phenomenon and provide a concrete observational handle on metastable-vacuum physics motivated by landscape scenarios.
La energía del vacío no es una abstracción vacía: si se reuniera la de un centímetro cúbico de espacio vacío, bastaría para hervir una tetera, pero según las estimaciones actuales su densidad es $10^{120}$ veces menor de lo que predice la teoría.
En la novela de Greg Egan, «La escalera de Schild», el vacío pasa repentinamente a un estado de menor energía y el frente del nuevo vacío se expande a la velocidad de la luz, destruyendo todo a su paso.