Desde finales de los años noventa sabemos que el universo no solo se expande, sino que lo hace cada vez más deprisa. La explicación más aceptada es la energía oscura: un componente que nadie ha detectado directamente y que, según el modelo cosmológico estándar, supone cerca del 70 % del contenido energético del cosmos. Un nuevo trabajo teórico, publicado en Proceedings of the Royal Society A, propone una salida sorprendente: quizá no haga falta. Según sus autores, la aceleración podría salir directamente de las ecuaciones de la gravedad de Einstein, sin añadir nada más.

Este artículo es un resumen propio a partir del estudio y de la nota de prensa de la Universidad de California en Davis. No es una traducción.

Qué dice el estudio

El trabajo lo firman C. Alexander, B. Temple y Z. Vogler, y su autor de correspondencia es Blake Temple, catedrático emérito de Matemáticas en UC Davis. Lleva por título The instability of critical and underdense Friedmann spacetimes at the Big Bang as an alternative to dark energy (DOI: 10.1098/rspa.2025.0912).

La pieza central del modelo cosmológico actual, conocido como Lambda-CDM (energía oscura más materia oscura fría), son los llamados espacio-tiempos de Friedmann. Estas soluciones de las ecuaciones de Einstein describen un universo homogéneo e isótropo, es decir, igual en todas partes y en todas direcciones. Es la base matemática sobre la que los cosmólogos miden la expansión.

Los autores sostienen que esa base tiene un problema: es inestable. Si se introducen pequeñas perturbaciones radiales a escalas muy grandes, el sistema no vuelve a su estado de partida, sino que esas desviaciones crecen. En física, una solución así se considera difícil de defender como descripción de la realidad, porque cualquier mínima irregularidad la haría deriva hacia otra cosa. Temple lo resume así en la nota de la universidad:

«Las soluciones inestables en física y en ciencia se consideran no físicas», Blake Temple (UC Davis).

A partir de ahí, el equipo defiende que esta inestabilidad pone en duda que Lambda-CDM sea una solución estable de las ecuaciones de Einstein, tenga o no energía oscura.

Cómo lo han hecho

No se trata de nuevas observaciones con telescopios, sino de un análisis matemático. El equipo trabajó con las ecuaciones de Einstein-Euler, que combinan la relatividad general con la dinámica de fluidos, y se centró en soluciones llamadas autosemejantes durante la etapa del universo primitivo dominada por la radiación.

• Trataron el modelo estándar como un «punto de reposo» del sistema.
• Estudiaron si las pequeñas desviaciones respecto a ese punto se apagaban o se amplificaban con el tiempo (un análisis de estabilidad).
• Extendieron después el estudio a la época dominada por la materia.

El resultado, según los autores, es que esas desviaciones pueden producir de forma natural una expansión acelerada, sin necesidad de constante cosmológica ni de energía oscura. La investigación contó con financiación del Engineering and Physical Sciences Research Council británico y del programa SQuaREs del American Institute of Mathematics.

Un lugar especial en el cosmos y otras limitaciones

La propuesta tiene un efecto curioso. En su modelo, el Big Bang se parecería a un espacio-tiempo de Friedmann corriente cerca de un centro de simetría, y la aceleración aparecería más lejos de ese centro. Eso introduce una ubicación privilegiada, algo que choca con el principio copernicano, la idea de que no ocupamos ningún lugar especial en el universo.

Los autores no lo esconden. Al contrario: argumentan que el modelo estándar ya arrastra una tensión parecida con ese principio, y que si se usa para descartar su alternativa, habría que aplicarlo también a Lambda-CDM.

Conviene leer todo esto con cautela:

• Es un resultado teórico. No es una prueba observacional de que la energía oscura no exista.
• Falta el contraste con los datos. Que esta alternativa describa el universo real dependerá de si sus predicciones encajan con las observaciones astronómicas, algo que todavía no se ha comprobado.
• Sin réplica independiente por ahora. La nota de prensa no recoge valoraciones de otros especialistas, y la interpretación de los autores necesitará más apoyo teórico y observacional.
• La conexión entre la etapa de radiación y la de materia, según la información difundida, no queda explicada con detalle.

Además, el modelo estándar no es un simple supuesto: encaja con un enorme volumen de observaciones, del fondo cósmico de microondas a la distribución de galaxias. Cualquier alternativa tendrá que explicar todo eso igual de bien o mejor.

Por qué importa

La energía oscura es uno de los grandes misterios de la física: domina el destino del universo y, aun así, no sabemos qué es. Que un grupo de matemáticos plantee que la aceleración podría ser una consecuencia de la propia relatividad general, y no un ingrediente añadido, es una idea con mucho alcance si resiste el examen. Por ahora es una hipótesis bien argumentada sobre el papel, no un vuelco confirmado. Su valor inmediato es otro: obliga a revisar la solidez matemática de los cimientos del modelo cosmológico y propone una predicción que los datos de los próximos años podrán poner a prueba.