Nuevas ideas sobre la dinámica de la energía oscura

En cosmología física, la energía oscura es una forma hipotética de energía que se extiende por todo el espacio y tiende a acelerar la expansión del Universo. La constante cosmológica es la forma más simple posible de energía oscura y el concepto en el que se basa el modelo cosmológico estándar actual.

El proyecto «The dark sector in cosmology and impact on present and future generation experiments» (DEMO), financiado con fondos de la UE, se marcó como objetivo librar a la energía oscura de la constante cosmológica detectando las interacciones dinámicas con otros tipos de materia. La materia ordinaria apenas constituye una parte ínfima del Universo observable; el resto es energía oscura y materia oscura.

Se analizó la posibilidad de que la energía oscura fuese dinámica y que la fuerza gravitacional entre las partículas de la materia oscura fuera diferente a la expresada por la teoría general de la relatividad. Así lo postularon los modelos acoplados de la energía oscura, según los cuales las partículas de la materia oscura sienten la presencia de una quinta fuerza mayor que la gravedad.

Partiendo de este modelo, DEMO elaboró un código numérico que permitió realizar pruebas de acoplamiento entre la energía oscura y la materia oscura. Las pequeñas diferencias en los cálculos paramétricos de expansión del Hubble y las ligeras fluctuaciones en la densidad de la materia bariónica llevaron a la conclusión de que los datos son compatibles con un acoplamiento distinto de cero. Estos datos cosmológicos los generó la Planck Collaboration en 2013.

Se demostró por primera vez que la cantidad de energía oscura en fases iniciales depende de la era en la que esta energía empezó a cobrar relevancia. Aunque existen limitaciones de peso para la presencia de energía oscura desde el desacoplamiento de los fotones y los neutrinos, sí se permite la existencia de ingentes cantidades de energía oscura en un momento posterior.

El trabajo de DEMO sirvió para formular una hipótesis según la cual la energía oscura y la materia oscura son dos facetas del mismo fluido.

El trabajo realizado en el proyecto sobre energía oscura, materia oscura y su comparación con los datos acabó publicándose a través de doce artículos en revistas internacionales. Entre ellos, se incluyen también estudios sobre modelos teóricos y su comparación con los datos disponibles.