El universo se parece a una masa que leva en el horno. Las galaxias se alejan unas de otras, y la velocidad de esa separación aumenta. Para explicar la expansión acelerada, los cosmólogos inventaron la energía oscura: una fuerza misteriosa que empuja el espacio desde dentro. La receta estándar, llamada Lambda-CDM, funciona bastante bien, pero tiene sus desajustes.
Los autores del nuevo trabajo decidieron reescribir la receta añadiendo una idea fresca: la entropía fraccionaria. La entropía ordinaria (una medida del desorden) crece como el área de una superficie, pero aquí se le dota de un exponente fraccionario, como si midiéramos no con pasos enteros, sino con mitades o cuartos. De esta entropía fraccionaria se derivaron tres variantes de energía oscura, que se diferencian en la elección del horizonte: el límite imaginario más allá del cual la luz aún no nos ha llegado. La primera variante usa el horizonte de Hubble (la distancia a la que las galaxias huyen a la velocidad de la luz), la segunda, el horizonte de sucesos futuro (lo que podremos ver alguna vez), y la tercera, el horizonte de partículas (lo que ya hemos visto en el pasado).
Los tres modelos se compararon con datos observacionales: supernovas, distribución de galaxias y los resultados más recientes del estudio DESI. Resultó que dos variantes, la del horizonte de Hubble y la del horizonte de partículas, discrepan fuertemente con los datos del universo temprano, especialmente con las manchas de temperatura en la radiación de fondo. En cambio, el modelo con el horizonte de sucesos futuro pasó la prueba: hoy es casi indistinguible del Lambda-CDM estándar, pero su parámetro de desaceleración se comportará de manera distinta en el futuro. Esto significa que, dentro de miles de millones de años, la expansión del universo podría seguir otro guion: un poco más rápida o un poco más lenta de lo que predice la teoría estándar.
Aún es pronto para decir qué modelo es el correcto. Pero si las futuras observaciones confirman las desviaciones, será la primera señal de que la energía oscura es más compleja que una simple constante cosmológica, introducida por Einstein hace cien años.
La entropía fraccionaria utilizada en el trabajo proviene de la mecánica cuántica con derivadas fraccionarias: un aparato matemático que describe procesos con memoria, como el flujo de electricidad en materiales inusuales.
En la novela «La última pregunta» de Isaac Asimov, la humanidad se enfrenta a la muerte térmica del universo, pero otro escenario de energía oscura podría cambiar el final.