No importa lo elegante que sea tu teoría, los datos experimentales tendrán la última palabra. Las observaciones del movimiento retrógrado de los planetas fueron fundamentales para la revolución copernicana, en el que el sol reemplazó a la Tierra en el centro del sistema solar. Y la órbita inusual de Mercurio proporcionó una confirmación espectacular de la teoría de la relatividad general. De hecho, toda nuestra comprensión del universo se basa en lo observado, anomalías inesperadas.

Ahora nuestro nuevo papel publicado en Astronomía de la naturaleza , ha llegado a una conclusión que puede desencadenar una crisis en la cosmología, si se confirma. Mostramos que la forma del universo en realidad puede ser curva en lugar de plana, como se pensaba anteriormente, con una probabilidad superior al 99%. En un universo curvo no importa en qué dirección viaje, terminará en el punto de partida, como en una esfera. Aunque el universo tiene cuatro dimensiones, incluyendo el tiempo.

El resultado se basó en mediciones recientes del fondo cósmico de microondas, la luz que quedó del Big Bang, recopilados por el satélite Planck. Según la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, la masa deforma el espacio y el tiempo a su alrededor. Como resultado, los rayos de luz dan una vuelta aparente alrededor de un objeto masivo en lugar de viajar en línea recta, un efecto conocido como lente gravitacional.

Hay muchas más lentes de este tipo en los datos de Planck de lo que debería haber, lo que significa que el universo podría contener más materia oscura, una sustancia invisible y desconocida, de lo que pensamos. En nuestro estudio, Demostramos que un universo cerrado puede proporcionar una explicación física a este efecto, porque es capaz de albergar mucha más materia oscura que un universo plano. Un universo así es perfectamente compatible con la relatividad general.

Dolor de cabeza mayor

Sin embargo, no todos los cosmólogos están convencidos de un universo cerrado; estudios previos han sugerido que el cosmos es realmente plano. Y si un universo esférico es una solución a la anomalía de la lente, entonces tenemos que lidiar con varias consecuencias importantes. En primer lugar, tenemos que revisar una piedra angular fundamental de la cosmología:la teoría de la inflación cosmológica. La inflación describe los primeros instantes después del Big Bang, prediciendo un período de expansión exponencial para el universo primordial.

La teoría se desarrolló durante los últimos 40 años para explicar por qué las partes distantes del universo se ven iguales y tienen la misma temperatura. cuando están demasiado lejos como para haber estado en contacto. La inflación resuelve el problema porque significa que regiones remotas del universo alguna vez habrían estado conectadas. Pero también se cree que el período de rápida expansión que separó estas regiones también llevó al universo a la planitud con exquisita precisión.

Si el universo está cerrado, la inflación estándar está en problemas. Y eso significa que perdemos nuestra explicación estándar de por qué el universo tiene la estructura que tiene.

Una vez que asumimos que el universo es curvo, los datos de Planck están esencialmente en desacuerdo con todos los demás conjuntos de datos. Todo esto se reduce a una verdadera crisis para la cosmología, como decimos en nuestro artículo. Por estas razones, Los cosmólogos son cautelosos, y muchos de ellos prefieren atribuir los resultados a una casualidad estadística que se resolverá cuando estén disponibles nuevos datos de experimentos futuros.

¿Podríamos estar equivocados?

Ciertamente es posible que nos equivoquemos. Pero hay una razón principal, en nuestra opinion, por qué esta anomalía no debe descartarse simplemente. En física de partículas, un descubrimiento debe alcanzar una precisión de al menos cinco "sigmas" para ser aceptado por la comunidad. Aquí estamos ligeramente por encima de tres sigmas, por lo que estamos claramente por debajo de este nivel de aceptación. Pero mientras que el modelo estándar de física de partículas se basa en física conocida y probada, el modelo cosmológico estándar se basa en física desconocida.

En este momento, la evidencia física de los tres pilares de la cosmología:materia oscura, la energía oscura (que hace que el universo se expanda a un ritmo acelerado) y la inflación, proviene únicamente de la cosmología. Su existencia puede explicar muchas observaciones astrofísicas.

Pero no se esperan ni en el modelo estándar de física de partículas que gobierna el universo en las escalas más pequeñas ni en la teoría de la relatividad general que opera en las escalas más grandes. En lugar de, estas sustancias pertenecen al área de la física desconocida. Nadie ha visto nunca ninguna materia oscura, energía oscura o inflación, en el laboratorio o en otro lugar.

Entonces, si bien una anomalía en la física de partículas puede considerarse como un indicio de que es posible que necesitemos inventar una física completamente nueva, una anomalía en cosmología debería considerarse como la única forma que tenemos de arrojar luz sobre una física completamente desconocida.

Por lo tanto, El resultado más interesante de nuestro artículo no es que el universo parezca ser curvo en lugar de plano, pero el hecho de que puede obligarnos a reorganizar las piezas del rompecabezas cósmico de una manera completamente diferente.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.