El Universo aún nos reserva muchos misterios, y entre los más intrigantes se encuentran esos componentes invisibles que son la materia oscura y la energía oscura. Durante décadas, los astrónomos han estimado que constituyen la mayor parte del cosmos, pero un enfoque reciente cuestiona esta visión establecida al proponer una explicación muy diferente.
Según los trabajos dirigidos por Rajendra Gupta de la
Universidad de Ottawa, las fuerzas fundamentales que rigen nuestro Universo, como la gravedad, podrían debilitarse progresivamente con el tiempo. Esta disminución gradual crearía efectos que se asemejan extrañamente a los atribuidos a la materia oscura y la energía oscura.
Por ejemplo, la expansión acelerada del Universo, a menudo imputada a la energía oscura, podría simplemente resultar de este debilitamiento de las fuerzas. Del mismo modo, los movimientos de las estrellas en las galaxias, que normalmente requieren la presencia de materia oscura para ser explicados, podrían deberse a variaciones locales de estas constantes físicas.
Una ilustración que muestra galaxias curvando el tejido del espacio-tiempo en un universo en expansión.
Crédito: NASA/JPL-Caltech Rajendra Gupta precisa que las fuerzas del Universo se debilitan en promedio a medida que este se expande. Este debilitamiento da la impresión de un empuje misterioso que acelera la expansión, identificado como la energía oscura. Sin embargo, a escala de las galaxias y los cúmulos galácticos, la variación de estas fuerzas en el espacio ligado gravitacionalmente produce una gravedad adicional atribuida a la materia oscura. Estos fenómenos podrían por lo tanto ser ilusiones que emergen de una evolución de lo que consideramos constantes que definen la fuerza de las interacciones fundamentales.
La originalidad de este enfoque reside en su capacidad para explicar dos fenómenos distintos con la misma ecuación. Por un lado, a escala cosmológica, donde el Universo se considera homogéneo a grandes distancias, y por otro, a escala astrofísica, donde la distribución de materia es irregular. El modelo estándar requiere ecuaciones diferentes para la materia oscura y la energía oscura, mientras que esta nueva teoría unifica las explicaciones sin recurrir a estas entidades.
En este modelo, un parámetro notado α aparece cuando las constantes de acoplamiento evolucionan. Este α actúa como un componente adicional en las ecuaciones gravitacionales, produciendo efectos similares a los atribuidos a la materia oscura y la energía oscura. A escala cosmológica, α se trata como una constante, pero localmente, en una galaxia, varía en función de la distribución de materia estándar. Así, donde la materia detectable es abundante, el efecto gravitacional adicional es menor, y viceversa en las regiones poco densas.
Esta perspectiva podría resolver algunos enigmas mayores de la astronomía, como la formación rápida de galaxias masivas en el Universo joven. Al estirar la cronología del Universo, casi duplicando su edad, el modelo permite explicar la aparición temprana de estructuras complejas sin invocar partículas exóticas. Esto cuestiona décadas de investigaciones sobre la materia oscura, sugiriendo que los mayores secretos cósmicos podrían ser ilusiones creadas por la evolución de las constantes naturales.
La evolución de las constantes fundamentales
Las constantes fundamentales, como la constante gravitacional G o la velocidad de la luz c, son valores considerados fijos en la física clásica. Determinan la intensidad de las fuerzas y las propiedades del Universo. La idea de que puedan variar en el tiempo o en el espacio no es nueva, pero gana credibilidad con modelos cosmológicos avanzados.
Si estas constantes cambian, esto afecta directamente cómo interactúa la materia. Por ejemplo, un debilitamiento de la gravedad a lo largo del tiempo podría explicar por qué la expansión del Universo parece acelerarse, sin necesitar una energía oscura misteriosa. Variaciones locales también podrían modificar la dinámica de las galaxias, haciendo superflua la hipótesis de la materia oscura.
Experimentos de laboratorio y observaciones astronómicas intentan medir estas variaciones. Hasta ahora, ninguna prueba concluyente ha surgido, pero los límites de detección se refinan. Si se confirman cambios, esto revolucionaría nuestra comprensión de las leyes físicas, mostrando que no son inmutables sino que evolucionan con el Universo.
Esta perspectiva abre vías de investigación, vinculando la cosmología con la física fundamental. Sugiere que el Universo podría ser más dinámico de lo previsto, con constantes que se adaptan a su historia, ofreciendo una alternativa elegante a las entidades invisibles.
Fuente: Galaxies