el modelo de gran explosióngran explosión sigue muy vivo y se ha vuelto absolutamente irrazonable dudar de ello, al igual que el modelo heliocéntricoheliocéntrico. Sin embargo, se limita a decir que hace aproximadamente 13,8 mil millones de años, la materia del Universo observable fue reducida a una mezcla de quarks y leptones, en un baño de fotones y expandida por la expansión del espacio. Por lo tanto, el modelo no dice nada sobre la noción misma de comienzo y podría ser que no todo el Universo se estuviera expandiendo, sino sólo la parte que con razón llamamos Universo observable.
Sin embargo, sabemos bien que el modelo cosmológico estándarmodelo cosmológico estándar supone la existencia de un componente de materia oscuramateria oscura y un constante cosmológicaconstante cosmológica en el ecuacionesecuaciones d’EinsteinEinsteinque se comporta como una densidad deenergíaenergía exóticoexótico que llamamos energía oscuraenergía oscuray cuya naturaleza es tan desconocida como la de la materia oscura.
Si la teoría del Big Bang persiste, tal vez no sea así con la materia o la energía oscuras en la forma que les atribuimos hoy. También podría ser que el cosmoscosmos observable, una vez refutada una de estas dos hipótesis, es quizás unos cientos de millones de años, o incluso unos pocos miles de millones de años.
Durante aproximadamente 13.800 millones de años, el Universo ha seguido evolucionando. Al contrario de lo que nos dicen nuestros ojos cuando contemplamos el cielo, lo que lo compone dista mucho de ser estático. Los físicos realizan observaciones en diferentes edades del Universo y realizan simulaciones en las que reproducen su formación y evolución. Parece que la materia oscura jugó un papel importante desde el inicio del Universo hasta la formación de las grandes estructuras que se observan hoy. © Investigación CEA
Galaxias enigmáticas y la tensión de Hubble
Sabemos que, desde hace algún tiempo, las observaciones de telescopio espacial James-Webbtelescopio espacial James-Webb (JWST) tienden a mostrar que muy temprano en la historia del cosmos hubo un número bastante grande de galaxiasgalaxias masivo y evolucionado similar al vía Lácteavía Láctea. Queda por determinar si la existencia de estas estructuras puede explicarse a partir del modelo cosmológico estándar, utilizando cálculos y simulaciones digitalessimulaciones digitales suficientemente preciso y eficiente y de los supuestos de este modelo, o si es necesario cambiarlos. Por ejemplo, reemplazando la teoría de gravitacióngravitación de Einstein o más generalmente la mecánica celeste de NewtonNewton por una teoría dentro del marco de Mond propuesta hace varias décadas.
Hay otro problema más antiguo que es lo que ahora todo el mundo conoce como tensión de Hubble.
Al analizar las observaciones de radiación fósilradiación fósil hecho por PlanckPlanckpodemos deducir los valores de varios de los parámetros del modelo cosmológico estándar en la época en que el Universo observable tenía aproximadamente 380.000 años. Al hacer evolucionar el cosmos hasta hoy, obtenemos un valor actual de la constante de Hubble-Lemaître que caracteriza su expansión.
EL astrofísicosastrofísicos y los científicos cosmológicos que analizaron los datos de Planck lo hicieron con mucho cuidado, buscando eliminar al máximo los sesgos de medición para poder obtener estimaciones. sólidosólido.
Sin embargo, sus colegas que trabajan en la estimación de la misma constante de Hubble-Lemaître utilizando supernovas estudiadas en particular con los telescopios Hubble y ahora con el JWST encuentran un valor diferente, a pesar de que también en este caso se ha determinado con mucho cuidado.
Hay debate para saber si el desacuerdo es real y anuncia un posible trastorno del físicofísico del modelo cosmológico estándar, o el resultado de un error de medición bien oculto, como fue el caso del asunto de los neutrinos transluminales.
¿Energía oscura a partir de un modelo de materia oscura de la teoría de cuerdas?
Desde hace un tiempo, varios investigadores han propuesto modificar la constante cosmológica de Einstein para hacerla variable. Estábamos pensando en particular en introducir un nuevo campo escalar, primo del de bosónbosón de Brout-Englert-Higgs, lo que daría una densidad de energía oscura que, por tanto, no siempre sería constante.
Un comunicado de prensa del MIT anunció recientemente que un equipo de físicosfísicos exploró precisamente tal hipótesis, como se puede ver en un artículo de acceso abierto sobre arXiv. Por arte de magia, parecen haber conseguido matar dos pájaros de un tiro en relación con el enigma de las galaxias antiguas y la tensión del Hubble.
« Descubrimos que, de hecho, la energía oscura primitiva es una solución muy elegante y escasa para dos de los problemas más apremiantes del mundo. cosmologíacosmología “, explica en este comunicado de prensa Rohan Naidu, coautor del estudio y becario postdoctoral en el Instituto Kavli deastrofísicaastrofísica y Investigación espacial del MIT. Los coautores del estudio son Xuejian (Jacob) Shen, autor principal y becario postdoctoral en Kavli, y Mark Vogelsberger, profesor de física en el MIT, así como Michael Boylan-Kolchin de la Universidad de Texas en Austin y Sandro Tacchella del Universidad de Cambridge.
Este resultado debe situarse en el marco de los trabajos relativos a lo que se llama, en inglés, “theEnergía oscura temprana (EDE)”, que puede traducirse como “energía oscura primitiva”. En el caso de la cosmología estándar, la influencia de la energía oscura es insignificante durante los primeros millones de años del cosmos observable. Al permitir un valor más alto de la densidad de la energía oscura en el pasado, pero que luego evolucionará para dar el valor de lo que hemos observado durante varios miles de millones de años en el cosmos observable, creamos más galaxias grandes temprano, y el modelo necesario porque esto resuelve automáticamente el problema de tensión del Hubble como beneficio adicional.
Sorprendentemente, el modelo de energía oscura utilizado a menudo surge de la teoría de cuerdas al considerar algunas de sus predicciones sobre los axiones, partículas de materia oscura asociadas con un campo escalar. De hecho, hace unos años se propuso un modelo similar.
Queda por ver si los años venideros confirmarán este trabajo…
