Nuevos estudios apuntan a formas de medir la energía oscura en el sistema solar

Conocemos la existencia de la energía oscura gracias a observaciones a gran escala del universo que demuestran su expansión acelerada. Estas observaciones incluyen mediciones de la velocidad de galaxias distantes que se alejan a un ritmo acelerado desde nuestra perspectiva. Esto no puede explicarse únicamente con materia bariónica y materia oscura. Se necesita un componente adicional con presión negativa para reproducir la aceleración observada.

A escalas menores, como el propio sistema solar o el Grupo Local, los efectos de la energía oscura no son observables. En estos regímenes, la gravedad termina dominando la dinámica, manteniendo las estructuras cohesionadas frente a la energía oscura. La atracción gravitatoria actúa en oposición al efecto repulsivo asociado a la energía oscura. En el caso del sistema solar o el Grupo Local, las fuerzas gravitatorias son varios órdenes de magnitud más intensas que cualquier contribución de la energía oscura.

A pesar de esto, un nuevo estudio sugiere que el sistema solar podría utilizarse como un laboratorio natural para investigar la energía oscura. La idea es que efectos extremadamente sutiles y débiles podrían detectarse mediante otro tipo de observación. Si bien se trata de un efecto mucho menor que a escala cosmológica, su detección local sería importante para comprender la energía oscura. Esto permitiría poner a prueba directamente los modelos de energía oscura sin necesidad de observar el universo distante.

Energía oscura

El universo está compuesto principalmente de energía oscura, responsable de su expansión acelerada. En algunos modelos, se describe como un fluido con presión negativa, a menudo representado como una constante cosmológica. La energía oscura no se detecta directamente, sino que se infiere a través de sus efectos gravitacionales a gran escala. Este componente altera la dinámica de la expansión, contrarrestando la desaceleración causada por la interacción gravitacional de la materia.

La evidencia observacional de la energía oscura proviene principalmente de mediciones cosmológicas a gran escala. Las observaciones de supernovas de tipo Ia muestran que las galaxias distantes se alejan a un ritmo acelerado. Este resultado ha sido corroborado por estudios de la radiación cósmica de fondo de microondas y la distribución de galaxias en el universo. Este conjunto de evidencias demuestra que la expansión del universo se está acelerando, lo cual solo puede explicarse mediante la inclusión de un componente como la energía oscura.

¿Por qué se están acercando Andrómeda y la Vía Láctea?

A escalas menores, la energía oscura no es observable porque su contribución es extremadamente débil en comparación con la gravedad. Un claro ejemplo es el sistema formado por la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda, que se encuentran en trayectoria de colisión. Una de las preguntas más frecuentes es: si todas las galaxias se alejan entre sí, ¿por qué la Vía Láctea y Andrómeda se acercan? Esto sucede porque, a pesar de la expansión acelerada del universo a gran escala, la gravedad predomina a escala galáctica.

La interacción gravitatoria actúa en sentido opuesto a la expansión, por lo que las estructuras locales no siguen la expansión del universo tal como se observa a gran escala. A escalas menores, la gravedad sigue siendo el factor dominante en la dinámica de los sistemas. Esto significa que las órbitas planetarias, los movimientos estelares y las estructuras galácticas no se ven afectadas por la energía oscura. En última instancia, esto impide la detección directa de la energía oscura en entornos locales.

Una nueva forma de ver la energía oscura

Sin embargo, un artículo reciente propuso un nuevo enfoque para observar la energía oscura. El estudio sugiere que su aparente ausencia no se debe a un cambio en su intensidad, sino a un efecto de apantallamiento gravitacional. En este escenario, la interacción asociada a la energía oscura mantiene la misma intensidad fundamental en todas las escalas, a diferencia de algunos modelos que afirman que la energía oscura pierde intensidad a escalas menores.

Como resultado, la energía oscura se vuelve prácticamente indetectable en regiones de alta densidad. Esto explica por qué sus efectos solo son evidentes a escalas cosmológicas. Un concepto clave en este modelo es el llamado radio de Vainshtein, que define la escala a partir de la cual la fuerza asociada a la energía oscura deja de suprimirse. Dentro de este radio, la gravedad predomina y oculta otros tipos de interacción, mientras que fuera de él, la interacción recupera toda su intensidad.

Nuevos experimentos

La búsqueda de energía oscura se ha realizado tradicionalmente a escalas cosmológicas, donde sus efectos son dominantes y observables. Los métodos tradicionales permiten medir la expansión acelerada y determinar parámetros cosmológicos. En contraste, los estudios dentro del sistema solar se centran casi exclusivamente en la gravedad como fuerza dominante. Los modelos dinámicos locales asumen que los efectos cosmológicos son insignificantes a estas escalas.

Según el autor del artículo, investigar la contribución de la energía oscura a pequeña escala requiere desarrollar nuevos experimentos y enfoques teóricos. Esto implica replantear el sistema solar como un laboratorio para poner a prueba la física más allá del modelo cosmológico estándar. Es necesario refinar los modelos que incorporan los efectos de la energía oscura en regímenes locales. La integración de instrumentación y nuevas teorías podría permitir la detección de señales previamente ignoradas.

Referencia de la noticia

Turyshev 2026 Solar-System experiments in the search for dark energy and dark matter Physical Review D