Tres caras del cosmos: geometría, crecimiento y origen exprés
El modelo cosmológico estándar ΛCDM (que incluye energía oscura y materia oscura fría) es la partitura de una sinfonía cósmica. Describe cómo, tras el Big Bang, el espacio se expandió. Cómo se agrupó la materia oscura. Cómo se encendieron las galaxias. Durante mucho tiempo todo sonó impecable. Pero en los últimos años algunas notas desafinan; por ejemplo, las mediciones de la expansión del universo por diferentes métodos arrojan números ligeramente distintos.
Para entender dónde está la discordancia, los astrofísicos descompusieron la sinfonía en partes separadas. La primera es la geometría: se encarga de la curvatura y la expansión del espacio. Quien primero escuchó esta parte fue Edwin Hubble. La segunda es el crecimiento: controla cómo la materia oscura se agrupa en grumos y luego en cúmulos. La tercera es el universo temprano, la época anterior al momento en que el mundo se volvió transparente. Este escenario fue propuesto por Georges Lemaître.
Para cada parte se reunieron sus propios instrumentos. La geometría se verificó con supernovas (las mismas que ayudaron a Saul Perlmutter a descubrir la aceleración) y con oscilaciones acústicas de bariones (ondas de densidad en el universo primitivo). El crecimiento se estudió mediante la distribución de galaxias y el lente débil (la distorsión de la luz de objetos lejanos por la gravedad). Y sobre el universo temprano nos habló la radiación de fondo de microondas (el resplandor del Big Bang).
Y resultó que las partes geométrica y temprana tocan la densidad de materia de manera ligeramente distinta. La diferencia fue de aproximadamente 2σ.
Curiosamente, la parte del crecimiento armoniza perfectamente tanto con la geometría como con el universo temprano. No hay conflicto en la formación de estructuras: la discrepancia se esconde precisamente entre la geometría y la época anterior a la recombinación (el momento en que los átomos de hidrógeno capturaron electrones y el universo se volvió transparente).
De momento, la significación estadística es baja. Pero los datos se acumulan. Nuevos cartografiados del cielo — como DESI y los futuros telescopios — aportarán más claridad. O la discrepancia se disolverá, o se hará tan ruidosa que obligará a reescribir la partitura. Y entonces los directores de la sinfonía cósmica — los cosmólogos — tendrán que buscar nuevas notas.
Una diferencia de dos desviaciones estándar significa que la probabilidad de una coincidencia aleatoria es de aproximadamente el 5%, suficiente para despertar el interés de los científicos, pero demasiado poco para anunciar un descubrimiento.