El descubrimiento en 1998 de que el universo se está expandiendo a una velocidad cada vez mayor fue un auténtico bombazo. Pero provocó que surgieran una serie de dudas existenciales que más de 25 años después aún no hemos sido capaces de resolver, a pesar de todos los avances. Entre todas esas incógnitas, una destaca por encima del resto: la energía oscura. En teoría, esta sería la responsable de estar provocando esa aceleración de la expansión del cosmos. Pero no la hemos visto nunca, no sabemos qué es, ni cómo definirla.
«Tiene un nombre atractivo. Pero seguimos sin entenderla, y llevamos muchos años investigando. Y dado que la energía oscura representa el 70% del universo, es una de las grandes preguntas no sólo para los cosmólogos, sino para toda la humanidad en general», resume Juan García-Bellido, investigador del Instituto de Física Teórica (IFT). Es por ello que, como apunta Martín Crocce, científico del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), en estos momentos hay una carrera científica en marcha para tratar de ser los primeros ofrecer respuestas a las preguntas que plantea la energía oscura.
«Es un problema bastante complejo, pero hay muchas misiones astronómicas en EE.UU, Europa y Asia en marcha. Son proyectos cada vez más grandes, que involucran a muchos países y a miles de personas», relata Crocce. El experto enumera las iniciativas que liderarán la investigación de la energía oscura durante los próximos años: los telescopios espaciales Euclid y Nancy Grace Roman y los telescopios terrestres Desi y Vera C. Rubin. Pero en los últimos años ha sido el que ha sentado las bases ha sido el Dark Energy Survey (DES). Una gigantesca colaboración internacional financiada principalmente por el Departamento de Energía de EEUU y liderada por el laboratorio Fermilab, también americano.
«DES ha sido la iniciativa que ha dado los primeros indicios sobre la energía oscura, y ha sido un precursor, también en términos de tecnologías, a las misiones que van a dominar este campo en los próximos años», asegura Crocce. En la actualidad este consorcio internacional, que próximamente se disolverá tras más de una década de investigación, está compuesto por unos 400 científicos de más de 25 instituciones procedentes de siete países. A lo largo de los años, España ha jugado un papel clave en el proyecto gracias a la participación de cuatro instituciones: el IFT de García Bellido, el IEEC de Crocce, el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) y el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT).
«Nos fueron llamando para que nos uniéramos, y al final nos juntamos en un grupo internacional bastante grande. En total, el 14% de los investigadores del DES han sido españoles, lo que representa casi un sexto. Si lo comparamos con la participación española en otros grandes proyectos científicos, podemos decir que somos bastantes. Y hemos tenido un peso importante a la hora de coordinarlo todo», detalla García-Bellido. «A día de hoy en España hay varios grupos investigando este tema. Pero hace 10 años no había nada, es un campo que se ha abierto hace muy poco», resalta Crocce.
Un telescopio en los Andes
«La idea con DES fue colocar una cámara en el telescopio Víctor M. Blanco, ubicado en los Andes, a unos 500 kilómetros de Santiago de Chile y muy cerca de un pueblo costero que se llama La Serena. Para llegar al observatorio hay que tomar una carretera que sube hasta los 2.500 metros de altura. Es una experiencia parecida a estar en la Luna, porque estas rodeado de montañas y lo único que puedes ver es la cúpula de los telescopios. El más grande de todos ellos es el Blanco, que tiene más de cuatro metros de diámetros», rememora García-Bellido.
Para investigar tuvieron que fabricar una cámara a la altura del proyecto: la DECam, que cuenta con 570 megapíxeles y es extremadamente sensible. Era la única manera, cuenta García-Bellido, de no confundir una galaxia con una mota de polvo durante las observaciones científicas. «Hoy en día ya no es la mejor cámara del mundo, pero en su momento fue absolutamente puntera», señala el experto.
El proyecto DES realizó observaciones desde 2013 hasta 2019. En ese tiempo, el telescopio trabajó durante 758 noches, analizando 5.000 grados cuadrados del cielo austral para estudiar 300 millones de galaxias, que se encuentran a miles de millones de años luz de la Tierra. Y de paso, el estudio también investigó áreas más pequeñas del cielo para descubrir y estudiar miles de supernovas y otros fenómenos astrofísicos transitorios. El resumen es que se exploraron 14 mil millones de años de expansión cósmica con alta precisión para averiguar el origen del universo en aceleración y descubrir la naturaleza de la energía oscura. Una vez finalizaron las observaciones, los científicos se pusieron a analizar los datos. Y cinco años después, siguen en ello.
Las grandes preguntas del universo
Si la energía oscura ocupa el 70% del universo, otro 25% corresponde a la materia oscura, que también es un misterio absoluto. Pero hay diferencias. Crocce lo ilustra: «En principio, la materia oscura y la energía oscura son completamente independientes, así que si logramos entender una no quiere decir que entendamos también la otra. Con la materia oscura hay más optimismo, creemos que lo vamos a conseguir porque hay más formas de atacar la investigación sin necesidad de salir al espacio o estudiar las estructuras a gran escala del universo. Pero con la energía oscura tenemos menos indicios. Puede ser que la teoría de la relatividad general esté mal, o que haya algún componente de energía que no conozcamos. Pero se trata de un problema más abierto, incluso desde el punto de vista teórico».
Los científicos de DES se siguen reuniendo a día de hoy semanalmente. Y cada seis meses organizan encuentros presenciales para discutir los resultados, que aunque estaba previsto que vieran la luz el año que viene, seguramente acabarán retrasándose hasta 2025. Hasta el momento los científicos han publicado el análisis de las supernovas y las galaxias muy luminosas y rojas. Y ahora les queda culminar la parte más importante del proyecto publicando el último análisis de lentes gravitatorias débiles, para lo cual hace falta medir y calibrar no sólo la distancia, sino también la forma de las galaxias, lo cual es muy complejo.
«La pandemia provocó ciertos retrasos, por eso aún tenemos que seguir trabajando. Hay muchas expectativas puestas, y tenemos que ir con pies de plomo porque en este tema un descubrimiento importante vale un Premio Nobel. La cosmología antes estaba considerada una ciencia muy especulativa, pero hoy en día es todo lo contrario, es muy respetada», desliza García-Bellido. «Cuando publiquemos los últimos datos de DES, la colaboración se disolverá como tal, y sencillamente cada grupo seguirá investigando por su cuenta. Así que estamos cerrando un capítulo. Y empezará otro que creo que de aquí a cinco años podría darnos muchas respuestas», añade.
Ahora es el turno de nuevos proyectos. «Las investigaciones que van a estudiar este tema en los próximos años lo están abordando desde distintos perfiles, pero tienen el mismo objetivo. Así que la respuesta que den tendrá que ser conjunta, tienen que llegar a una solución entre todos. Yo creo que en los próximos cinco o diez años se abrirá una ventana muy buena para encontrar respuestas gracias a estos trabajos. Pero si no consiguen llegar a una solución, creo que será realmente complicado encontrarla. Quizás no lo consigamos nunca. Nos podría pasar como en el campo de la física de partículas, que se han quedado atascados desde el descubrimiento del bosón de Higgs y no saben cómo avanzar», zanja Crocce.
