L’energia fosca esquiva un cop més el model cosmològic vigent

Feu aquest experiment: agafeu una poma i tireu-la cap amunt. Si al cap d’uns segons cau i l’heu d’entomar per evitar que s’esclafi contra el terra, no haureu descobert res nou. Si en lloc de caure, la poma se’n va cap enlaire cada vegada a més velocitat, contacteu amb el vostre científic de capçalera perquè haureu fet un descobriment mereixedor del premi Nobel de física.

Això mateix, però a una altra escala, va passar a finals dels noranta: es va observar que les galàxies que s’estaven separant com a conseqüència del Big Bang no només no es frenaven per acció de la gravetat, sinó que cada vegada s’allunyaven més ràpidament. La troballa va merèixer el premi Nobel de física el 2011 i va posar de manifest l’existència d’una entitat misteriosa que actua en contra de la gravetat i que representa el 70% de l’energia de l’univers: la van batejar amb el nom d’energia fosca.

Des de llavors, s’han posat en marxa molts experiments per investigar-la. Aquesta setmana s’han presentat en 29 articles científics els resultats dels primers tres anys d’observacions de la col·laboració internacional Dark Energy Survey (DES), que va començar fa sis anys i que involucra més de 400 investigadors de 25 institucions de set països. Té per objectiu generar mapes dinàmics de l’evolució del cel al llarg dels últims milers de milions d’anys per investigar la naturalesa de l’energia fosca. I això es fa amb una càmera de 570 megapíxels situada al telescopi Víctor Manuel Blanco de l’Observatori Interamericà de Cerro Tololo (CTIO), a Xile. Els resultats que s’acaben de presentar s’han obtingut després d’estudiar gairebé una vuitena part del cel durant 345 nits i enregistrar la forma i la posició de més de cent milions de galàxies.

7.000 milions d’anys de pel·lícula

“És la primera vegada que es trenca la barrera dels cent milions”, explica l’investigador Carles Sánchez amb una harmònica a la mà i al davant d’una d’aquestes obres d’art efímeres que són les pissarres plenes d’equacions. Sánchez es va doctorar a l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), una de les institucions que participa en la col·laboració DES, i ara lidera el grup que caracteritza la distància a la qual són les galàxies des de la Universitat de Pennsilvània. Gràcies a la feina d’aquest grup, es poden fer conjunts de galàxies en funció de la distància a què es troben i veure com d’agrupada està la matèria a cada conjunt. Com més llunyà és un conjunt, més en el passat s’està observant, perquè la llum ha trigat més temps en arribar a la Terra. En el paquet de dades analitzat, hi ha galàxies tan llunyanes que els investigadors han elaborat una mena de pel·lícula de l’evolució de l’univers els últims 7.000 milions d’anys (la segona meitat de la seva vida).

Indicis d’un desacord

Aquesta pel·lícula s’ha comparat amb les prediccions que fa el model estàndard de la cosmologia a partir de les dades obtingudes per l’observatori espacial Planck, de l’Agència Espacial Europea. Planck va observar l’univers quan era una criatura: tenia 400.000 anys. A partir d’aquestes observacions, el model cosmològic prediu com hauria de ser l’univers actual. Si la predicció està d’acord amb els resultats presentats, el model funciona. Però, ho està? “Les nostres dades són consistents amb la predicció, però tal com havien trobat experiments anteriors, veiem que la matèria està una mica menys agrupada del que prediu el model”, explica Judit Prat, que també es va doctorar a l’IFAE i ara és investigadora postdoctoral a la Universitat de Chicago, des d’on lidera el grup de la col·laboració DES que mesura, entre altres coses, les formes de les galàxies llunyanes.

Tot i que no es pot considerar un descobriment, les dades apunten que hi ha indicis d’un desacord entre el model i les observacions. “Si es demostrés que el desacord és significatiu, seria un descobriment molt important”, assegura Sánchez. Un dels factors que podria explicar aquest desajust seria que l’energia fosca no fos constant sinó que canviés al llarg del temps, cosa que apuntaria a una naturalesa diferent d’aquesta entitat que desconcerta els científics. “Mesurar les propietats de l’energia fosca ens ajudarà a entendre millor què és”, explica Prat. També permetrà saber si s’ha de canviar un model que fins ara s’ha mostrat sòlid com un bloc de granit. Per fer-ho i aprofundir en el que es considera un dels grans misteris de la ciència actual, calen més dades. Unes dades com les que s’obtindran des del Vera Rubin Observatory, que entrarà en funcionament a Xile el 2023, o el satèl·lit Euclid, que l’Agència Espacial Europea té previst llançar el 2022.