Energía oscura: qué es, cuánta hay y diferencia con la materia oscura

La energía oscura es uno de los mayores misterios del universo y un concepto clave en la cosmología moderna. Se trata de una forma de energía hipotética que los científicos creen que constituye alrededor del 68% del universo. Su existencia se propuso para explicar una observación sorprendente: el universo no solo se está expandiendo, sino que esta expansión se acelera con el tiempo.

El descubrimiento de esta aceleración ocurrió en la década de 1990, cuando los astrónomos observaron el comportamiento de supernovas distantes. Esperaban encontrar que la gravedad había ralentizado la expansión del universo desde el Big Bang, pero los datos mostraron lo contrario. Algo desconocido estaba impulsando la expansión, y a esa fuerza se le dio el nombre de energía oscura.

Aunque su naturaleza exacta sigue siendo un enigma, una teoría común es que la energía oscura está relacionada con la constante cosmológica, un término introducido por Albert Einstein en su teoría de la relatividad general. Esta constante actúa como una forma de presión negativa o repulsiva que contrarresta la atracción gravitatoria.

Otra posibilidad es que la energía oscura esté vinculada a campos dinámicos o propiedades fundamentales del espacio-tiempo que aún no comprendemos. Lo que está claro es que su existencia tiene implicaciones profundas para el destino del universo. Dependiendo de cómo evolucione, podría causar que el cosmos se expanda para siempre, se detenga o incluso colapse en un "Big Crunch".

La energía oscura constituye aproximadamente el 68% del contenido total del universo. Esto significa que la mayor parte del cosmos está dominada por algo que ni siquiera podemos observar directamente, sino que inferimos por sus efectos.

Para poner esto en perspectiva, el resto del universo se compone de materia y energía que podemos estudiar más fácilmente. Aproximadamente un 27% corresponde a materia oscura, una forma misteriosa de materia que no emite ni interactúa con la luz, pero cuya presencia se detecta a través de su influencia gravitatoria. Finalmente, solo alrededor del 5% del universo es materia "ordinaria", la que forma planetas, estrellas, galaxias y, en general, todo lo que podemos ver y tocar.

Esta distribución se ha determinado a través de observaciones cosmológicas precisas, como las mediciones de la radiación de fondo de microondas, que es el "eco" del Big Bang, y el estudio de la distribución de galaxias a gran escala. Las herramientas y teorías modernas, como el modelo cosmológico estándar, han permitido calcular estas proporciones con notable precisión.

El descubrimiento de la energía oscura marcó un hito en la cosmología moderna y ocurrió a finales de la década de 1990. Dos equipos independientes de astrónomos, el Supernova Cosmology Project y el High-Z Supernova Search Team, estudiaron supernovas tipo la, que son explosiones estelares utilizadas como "candelas estándar". Estas supernovas tienen un brillo intrínseco conocido, lo que permite calcular su distancia y la velocidad a la que se alejan de nosotros debido a la expansión del universo.

Los científicos esperaban encontrar que la expansión del universo se estaba desacelerando debido a la gravedad, como se pensaba en ese momento. Sin embargo, los resultados sorprendieron a la comunidad científica. Las supernovas más distantes eran más tenues de lo esperado, lo que indicaba que estaban más lejos de lo que deberían estar si la expansión estuviera frenándose. Esto solo podía explicarse si la expansión del universo estuviera acelerándose, impulsada por una fuerza desconocida.

Este descubrimiento fue confirmado por estudios posteriores, como los realizados por el telescopio espacial Hubble. En 2011, los astrónomos Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Riess, líderes de los equipos que realizaron estas investigaciones, recibieron el Premio Nobel de Física por este descubrimiento revolucionario.

Aunque los nombres "energía oscura" y "materia oscura" pueden parecer similares, estos conceptos representan fenómenos muy diferentes en la cosmología moderna. Ambos son componentes esenciales del universo, pero tienen propiedades y funciones distintas.

La materia oscura es una forma de materia que no emite, absorbe ni refleja luz, por lo que no puede ser detectada directamente con telescopios convencionales. Solo se percibe a través de sus efectos gravitacionales sobre la materia visible, como galaxias y cúmulos de galaxias. Actúa como un "andamio cósmico" que mantiene unidas a las galaxias y estructuras a gran escala. Sin ella, la gravedad de la materia visible sería insuficiente para mantener cohesionadas estas estructuras frente a la expansión del universo.

Por otro lado, la energía oscura no es una forma de materia, sino una forma de energía hipotética que parece estar asociada con el vacío del espacio. Su principal característica es que ejerce una presión negativa que impulsa la aceleración de la expansión del universo. Es la fuerza responsable de que el universo se expanda cada vez más rápido, contrarrestando la atracción gravitacional que tiende a desacelerar esa expansión. Representa alrededor del 68% del universo, lo que la convierte en el componente dominante.

En cuanto a las diferencias por los efectos de ambas en el Universo, tenemos:

• La materia oscura actúa como una fuerza atractiva debido a su gravedad, ayudando a formar y mantener las estructuras cósmicas, mientras que la energía oscura tiene un efecto repulsivo, acelerando la expansión del espacio.
• La materia oscura interactúa gravitacionalmente con la materia visible y con ella misma y, por otro lado, la energía oscura no interactúa directamente con la materia visible. Su influencia se detecta a gran escala a través de la expansión del universo.
• La materia oscura se infiere por sus efectos gravitacionales, como las curvas de rotación de las galaxias y la lente gravitacional, mientras que la energía oscura se infiere por la aceleración cósmica, observable en supernovas distantes, la radiación de fondo de microondas y la estructura a gran escala del universo.

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