En el marco del modelo de vacío corriendo (RVM), basado en la teoría cuántica de campos en el espacio-tiempo curvado, la densidad de energía del vacío ρvac = Λ/(8πG) depende del parámetro de Hubble H y sus derivadas: ρvac = ρvac(H, Ḣ, Ḧ, ...). En la época actual, la evolución es extremadamente lenta: δρvac ∼ O(mPl² H²), lo que proporciona la naturaleza dinámica de la energía oscura. La constante gravitacional G también cambia, pero de forma logarítmica débil: G = G(ln H). En el Universo muy temprano, las fluctuaciones cuánticas inducen términos ∼ H⁴, provocando una inflación rápida sin necesidad de un campo inflatón: este mecanismo difiere de la inflación de Starobinsky, donde H no es constante. Así, el RVM ofrece una descripción unificada de la inflación y la energía oscura, y el vacío dinámico concuerda con los últimos datos de DESI, que favorecen una energía oscura evolutiva frente a una Λ estática.
Ya en 1934, Georges Lemaître relacionó la constante cosmológica con la energía del vacío, y la expansión del Universo descubierta por Edwin Hubble planteó la cuestión de la naturaleza de esta energía. Sin embargo, la moderna teoría cuántica de campos predice una contribución de las fluctuaciones del vacío que supera en muchos órdenes de magnitud el valor observado de la energía oscura. Esta contradicción, conocida como el problema de la constante cosmológica, requiere tener en cuenta la curvatura del espacio-tiempo y una descripción consistente de la energía del vacío en cosmología.
En el marco del RVM se utiliza un procedimiento de renormalización adiabática fuera de la capa de masas en un universo en expansión, donde la escala de renormalización M se identifica con el parámetro de Hubble H. Este enfoque permite expresar la densidad de energía del vacío renormalizada (VED) en función de H y sus derivadas: ρ_vac = ρ_vac(H, ̇H, ̈H, …). Los cálculos se realizan en la métrica de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker para un campo escalar acoplado no mínimamente y luego se generalizan a los campos del Modelo Estándar y de la Gran Unificación.
Resulta que en el Universo temprano la contribución ∼H^4 provoca inflación sin necesidad de introducir un campo inflatón, resolviendo el problema del horizonte y la enorme entropía del Universo observable. En la época actual, la contribución dominante ∼m^2H^2 produce una evolución suave de la densidad de energía oscura, en concordancia con los últimos datos del sondeo DESI y del fondo cósmico de microondas. Además, el modelo predice un desplazamiento logarítmico de la constante gravitacional, lo que resuena con la idea de Paul Dirac sobre la posible variabilidad de las constantes fundamentales.
La naturaleza dinámica del vacío en el RVM ayuda a aliviar las tensiones cosmológicas actuales, incluido el problema de la materia oscura y de la estructura a gran escala (la tensión σ8). La constante cosmológica variable y el acoplamiento gravitacional que cambia lentamente abren el camino hacia una descripción unificada de la evolución del Universo sin recurrir a campos hipotéticos de quintaesencia.
Las investigaciones futuras se orientarán a incluir correcciones de gravedad cuántica y efectos de la teoría de cuerdas (StRVM), así como a una comparación más detallada con los datos de nuevos sondeos, como Euclid y el Telescopio Espacial Romano. Se espera que mediciones de alta precisión de la constante de Hubble y del crecimiento de estructuras permitan distinguir entre las predicciones del RVM y el modelo ΛCDM estático.
El paradigma del vacío corredizo afecta no solo a la cosmología, sino también a la física de partículas elementales, al predecir un desplazamiento cósmico de constantes como la constante de estructura fina y las masas de las partículas. Los resultados podrían comprobarse en experimentos de laboratorio con relojes atómicos de altísima precisión.
Es necesario realizar un análisis completo de renormalización a dos bucles en el marco del RVM considerando todos los campos del Modelo Estándar, así como desarrollar una teoría consistente de perturbaciones cosmológicas para el vacío dinámico. Paralelamente, se planea llevar a cabo una comparación bayesiana de modelos utilizando los datos más recientes sobre supernovas y oscilaciones acústicas bariónicas.
El RVM ofrece una solución natural al problema de la constante cosmológica, eliminando las contribuciones ∼m^4 mediante renormalización y dejando solo términos suaves ∼m^2H^2. Esto conecta la cosmología macroscópica con la microscópica teoría cuántica de campos y puede arrojar luz sobre la naturaleza de la energía oscura y la inflación.
🎯 Aunque las fluctuaciones del punto cero del campo electromagnético en el espacio plano son infinitas, en el espacio-tiempo curvado dan lugar a una contribución finita y medible a la constante cosmológica, aproximadamente 10⁻⁴⁷ GeV⁴. Irónicamente, es la gravedad, que crea el problema de la constante cosmológica, la que al mismo tiempo señala el camino hacia su solución.
🎬 En la novela de Greg Egan «Quarantine», la constante cosmológica es manipulada por observadores, lo que resuena con la idea de un vacío dinámico sensible al estado del Universo.