¿Qué es la energía oscura?

Lo que sabemos acerca del Universo apunta en la dirección de que este nació hace unos 13.800 millones de años a partir del Big Bang, un suceso en el que toda la materia y energía que daría lugar a lo que ahora es el Cosmos estaba condensada en una singularidad, una región del espacio-tiempo sin volumen pero de densidad infinita.

Y a partir de esta singularidad, una explosión. Y debido a esta explosión, el Universo, después de tantos miles de millones de años, sigue expandiéndose. A cada instante que pasa, hay más Universo en el Universo. Y esto lo sabemos desde hace mucho tiempo.

También pensábamos que, recogiendo lo que sabemos sobre la gravedad, esta expansión tenía que ser cada vez más lenta. Por simple atracción gravitatoria entre los elementos materiales que conforman el Cosmos, la expansión del Universo tenía que ir frenándose. Pero en los años 90, un descubrimiento hizo que tuviéramos que reformularlo todo: el Universo está acelerando.

Esta expansión acelerada del Cosmos era imposible desde un punto de vista matemático. Por ello, o lo estábamos midiendo todo mal (cosa que se descartó) o ahí fuera hay algo invisible a nuestros ojos que está ganando la batalla a la gravedad. Y le dimos nombre y apellidos: la energía oscura.

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¿Qué es exactamente la energía oscura?

La energía oscura es el motor de la expansión acelerada del Universo. Punto. Esta es la definición con la que tienes que quedarte. Pero, evidentemente, debemos ponernos en contexto para entender exactamente qué significa esta afirmación.

Con las leyes de la gravedad de Newton y la relatividad general de Einstein, vivíamos tranquilos. Todo parecía funcionar adecuadamente en el Universo. Y es que las galaxias, estrellas y planetas respondían muy bien a ambas teorías.

Pero, ¿qué pasó? Bueno, pues que nos despertamos de este sueño. Las cosas no funcionaban. En los años 90, mientras se investigaban unas supernovas situadas en galaxias lejanas, nos dimos cuenta de algo que cambiaría para siempre el mundo de la Astronomía.

Y es que todas las galaxias se están separando de nosotros cada vez más deprisa. Esto no tenía ningún sentido. Y, o bien estábamos en una región totalmente única del Universo (tiene que darse la increíble casualidad de que todas las que vemos a nuestro alrededor se comporten así) o, lo que es más evidente, algo fallaba en la ecuación. Y así es.

No es que las galaxias se estén alejando directamente de nosotros. Es decir, no se mueven como puede moverse un coche. Lo que pasa es que cada vez está creciendo más y más el espacio entre ellas. Digamos que se está “fabricando” constantemente nuevo espacio-tiempo.

Pero esto es imposible con lo que sabemos sobre la atracción gravitatoria. Y es que, de hecho, la expansión del Universo, por atracción gravitatoria entre elementos del Cosmos, debería ser cada vez más lenta. Y no. Lo que vemos es que las galaxias cada vez se están alejando más deprisa las unas de las otras.

Esta expansión acelerada solo es palpable en el espacio entre galaxias, pues dentro de ellas, la propia gravedad entre las miles de millones de estrellas que las conforman, se encargan de mantener la cohesión gravitatoria.

Pero ahí fuera, en el espacio intergaláctico, debe haber algo que esté luchando contra la gravedad y que, dado que la expansión está acelerando, sin duda la está ganando. Pero a pesar de esto, no somos capaces de detectarla ni de verla.

A esta energía invisible que está funcionando como motor de la expansión acelerada del Universo y que está luchando constantemente contra la gravedad pero, a la vez, equilibrándola, la conocemos, desde los años 90, como energía oscura.

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¿Dónde está la energía oscura y cómo sabemos que existe?

En resumidas cuentas, está en todas partes y sabemos que existe porque, de no hacerlo, el Universo no podría estar expandiéndose aceleradamente. Pero profundicemos en ambos aspectos. Y ahora es cuando te va a estallar la cabeza de verdad.

Y es que de acuerdo a las estimaciones necesarias para que el Universo se comporte como lo hace, la materia que nosotros conocemos (la que constituye nuestros cuerpos, los planetas, los satélites, las estrellas…) conforma solo el 4% del Universo. Es decir, la materia bariónica, aquella constituida por las partículas del modelo estándar (protones, neutrones, electrones…) y que podemos ver, percibir y sentir es solo el 4% del Cosmos.

¿Y el resto? Bueno, sabemos que el 1% corresponde a la antimateria (aquella que se comporta igual que la materia bariónica pero sus partículas tienen carga eléctrica inversa) y que el 23% corresponde a la materia oscura (aquella que interactúa gravitatoriamente pero que no emite radiación electromagnética ni interactúa con la luz, por lo que es imposible de medir ni percibir).

Pero, ¿y el 73% restante? Pues tiene que estar, necesariamente, en forma de energía oscura. Para que lo que vemos en el Universo sea posible matemáticamente, el 73% de todo el Cosmos corresponde a una forma de energía que no podemos ver ni percibir pero que, indudablemente, está ahí fuera, luchando contra la gravedad.

La energía oscura está por todas partes y es una fuerza contraria a la atracción gravitatoria, en el sentido que mientras la gravedad atrae a los cuerpos entre sí, la energía oscura los separa. El Universo es una lucha constante entre gravedad y energía oscura. Y, dada la expansión acelerada del Cosmos, la energía oscura ganó la batalla hace unos 7.000 millones de años.

De todos modos y a pesar de que sabemos que tiene que constituir prácticamente todo el Universo, la energía oscura es uno de los mayores misterios de la Astronomía. Y es que no interacciona con ninguna de las fuerzas que conocemos ni con la materia bariónica (aquella formada por los átomos que dan lugar a la materia que vemos), solo con la gravedad.

Todo lo que rodea a la energía oscura es, valga la redundancia, oscuro. Y es que la energía “convencional” contenida en la materia que conocemos se diluye en el espacio. Es de lógica. Si aumentas el espacio en el que está contenida la energía, cada vez estará más diluida. Habrá menos energía por unidad de espacio.

La energía oscura no se comporta así. No se diluye en el espacio. Cuanto más grande se hace el Universo, más energía oscura hay. De ahí que está ganando a la gravedad. Parte con ventaja desde el primer instante. Por eso, teniendo en cuenta que cada vez hay más espacio-tiempo, la energía oscura irá dominando cada vez más.

En resumen, la energía oscura es aquella que impregna el 73% del Universo y que, además de que no viene generada por ninguna de las partículas que conocemos, no se diluye en el espacio. Cuanto más crece el Universo, más energía oscura hay. No sabemos qué es ni cuál es su naturaleza, solo que es el motor de la expansión acelerada del Cosmos y que ganó la batalla a la gravedad hace ya 7.000 millones de años, dominando cada vez más.

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¿La energía oscura provocará el fin del Universo?

Sigue habiendo mucho debate acerca de este tema. Y hasta que no descifremos más misterios sobre la naturaleza de la energía oscura, todo serán hipótesis. Aun así, hay algunas teorías que apuntan que, en efecto, la energía oscura determinará, de una forma u otra, el fin del Universo.

La Teoría del Big Rip nos dice que el hecho de que está provocando una expansión acelerada y haciendo que las galaxias cada vez estén más separadas las unas de las otras, podría hacer que la energía oscura destruyera el Universo.

De acuerdo a estas hipótesis, dentro de unos 20.000 millones de años, el Universo será tan grande y la materia bariónica estará tan diluida, que la gravedad no podrá mantener al Universo unido. La energía oscura le habrá ganado tanto la batalla que, al llegar al punto crítico, provocará el desgarro del Cosmos. La materia perderá la cohesión gravitatoria y todo se desintegrará.

Aun así, lo cierto es que algunos físicos afirman que la energía oscura solo tiene efectos notorios en lo que a separación de galaxias se refiere. Es decir, sí que llegará un momento en el que las galaxias estarán tan separadas las unas de las otras que será como si cada una de ellas estuviera sola en el Universo.

Pero dentro de la galaxia en cuestión, la gravedad seguiría ganando a la energía oscura, pues la cohesión gravitatoria estelar se encargará de mantener unidos a todos los elementos. Por lo tanto, la energía oscura no podría provocar el desgarro de la materia. Simplemente, las estrellas se irían apagando hasta que, dentro de más de 100 millones de millones de años, no quedara ninguna estrella viva en el Universo.

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Sea como sea, lo que está claro es que la energía oscura ha determinado, determina y determinará la historia de nuestro Universo. El 73% de todo lo que impregna el Cosmos está en forma de una energía que no sabemos de dónde procede, que no interacciona con nosotros, que hace que las galaxias se separen cada vez más, que lucha contra la gravedad (ganándole la batalla) y que es el motor de la expansión acelerada del Universo. Más allá de esto, todo sigue oscuro, a la espera de que alguna mente sea capaz de arrojar luz sobre ella.