Tres matemáticos tienen una explicación diferente para la expansión acelerada del universo que prescinde de las teorías de la "energía oscura". Las ecuaciones originales de Einstein para la relatividad general en realidad predicen la aceleración cósmica debido a una "inestabilidad, "argumentan en un artículo publicado recientemente en Actas de la Royal Society A .

Hace unos 20 años, Los astrónomos hicieron un descubrimiento sorprendente:no solo el universo se está expandiendo, como se ha sabido durante décadas, sino que la expansión se está acelerando. Para explicar esto, Los cosmólogos han invocado una fuerza misteriosa llamada "energía oscura" que sirve para separar el espacio.

Poco después de que Albert Einstein escribiera sus ecuaciones para la relatividad general, que describen la gravedad, incluyó un factor de "antigravedad" llamado la "constante cosmológica" para equilibrar la atracción gravitacional y producir un universo estático. Pero Einstein luego llamó a la constante cosmológica su mayor error.

Cuando los cosmólogos modernos comenzaron a abordar la aceleración cósmica y la energía oscura, desempolvaron la constante cosmológica de Einstein como intercambiable con la energía oscura, dado el nuevo conocimiento sobre la aceleración cósmica.

Esa explicación no satisfizo a los matemáticos Blake Temple y Zeke Vogler de la Universidad de California. Davis, y Joel Smoller de la Universidad de Michigan, Ann Arbor.

"Nos propusimos encontrar la mejor explicación que pudiéramos encontrar para la aceleración anómala de las galaxias dentro de la teoría original de Einstein sin energía oscura, "Dijo Temple.

La teoría original de la relatividad general ha dado predicciones correctas en todos los demás contextos, Temple dijo:y no hay evidencia directa de energía oscura. Entonces, ¿por qué agregar un "factor fudge" (energía oscura o la constante cosmológica) a las ecuaciones que ya parecen correctas? En lugar de ecuaciones defectuosas que deben modificarse para obtener la solución correcta, los matemáticos sostienen que las ecuaciones son correctas, pero la suposición de un universo de galaxias en expansión uniforme es incorrecta, con o sin energía oscura, porque esa configuración es inestable.

Una solución inestable

Los modelos cosmológicos parten de un "universo de Friedmann, "que asume que toda la materia se expande pero se distribuye uniformemente en el espacio en todo momento, Dijo Temple.

Templo, Smoller y Vogler elaboraron soluciones para la relatividad general sin invocar la energía oscura. Argumentan que las ecuaciones muestran que el espacio-tiempo de Friedmann es en realidad inestable:cualquier perturbación, por ejemplo, si la densidad de la materia es un poco más baja que la media, la empuja hacia un universo en aceleración.

Temple compara esto con un péndulo invertido. Cuando un péndulo cuelga, es estable en su punto más bajo. Gire un péndulo rígido al otro lado, y puede equilibrarse si está exactamente centrado, pero cualquier pequeña ráfaga lo volará.

Esto nos dice que no debemos esperar medir un universo de Friedmann, porque es inestable, Dijo Temple. Lo que deberíamos esperar medir en cambio son los espaciotiempos locales que se aceleran más rápido. Notablemente, los espacio-tiempos locales creados por la inestabilidad exhiben precisamente el mismo rango de aceleraciones cósmicas que obtienes en las teorías de la energía oscura, él dijo.

Lo que esto muestra es que la aceleración de las galaxias podría haberse predicho a partir de la teoría original de la relatividad general sin invocar la constante cosmológica / energía oscura en absoluto, Dijo Temple.

"Las matemáticas no son controvertidas, la inestabilidad no es controvertida, "Dijo Temple." Lo que no sabemos es, nuestra galaxia, la Vía Láctea, se encuentra cerca del centro de una gran densidad de materia inferior en el universo ".

El documento incluye predicciones comprobables que distinguen su modelo de los modelos de energía oscura, Dijo Temple.