Científicos usan la supercomputadora Fugaku para investigar si la energía oscura varía en la historia del universo

Hace un siglo descubrimos que el universo se expande cada vez más rápido. La causa se atribuye a la energía oscura, esa fuerza invisible que empuja las galaxias hacia afuera y que sigue siendo uno de los mayores enigmas de la cosmología.

Durante décadas el modelo estándar asumió que esa energía era constante, fija en el tiempo. Pero observaciones recientes apuntan a otra cosa, podría variar a lo largo de la historia cósmica. Un escenario mucho más complejo de lo que pensábamos.

El proyecto internacional DESI encontró indicios de un componente dinámico. Si se confirma, habría que revisar el modelo cosmológico ΛCDM, que ha sido la base de nuestra comprensión del cosmos en los últimos treinta años.

Para seguir esas señales, un equipo de Tomoaki Ishiyama en la Universidad de Chiba recurrió a Fugaku, la supercomputadora más potente de Japón. Con colegas de España y Estados Unidos lograron simulaciones a gran escala de una precisión inédita.

El reto parecía sencillo, comparar el modelo estándar con universos donde la energía oscura cambia con el tiempo y ver cómo afecta a la formación de galaxias, cúmulos y estructuras gigantes.

Las simulaciones con Fugaku y los datos de DESI

Los investigadores corrieron tres escenarios distintos. Uno recreaba el universo de Planck 2018, otro añadía energía oscura dinámica y el tercero aplicaba los parámetros derivados de las observaciones recientes de DESI.

El componente dinámico por sí solo no cambió mucho. Pero al ajustar los valores de densidad de materia que vio DESI, las diferencias se dispararon. El modelo predijo hasta un setenta por ciento más de cúmulos masivos en épocas tempranas.

La clave estaba en la materia. Más densidad significaba más gravedad, lo que aceleraba la formación de estructuras. No solo varió el número de cúmulos, también se alteró la señal de las oscilaciones acústicas bariónicas, usadas como regla cósmica.

El desplazamiento del pico BAO coincidió con lo observado en la realidad. Eso validó el modelo y mostró la capacidad de Fugaku para recrear cómo evoluciona el universo cuando se considera energía oscura cambiante.

Qué implican los resultados para la cosmología

El estudio confirma que la densidad de materia pesa más de lo que creíamos, aunque la energía oscura dinámica amplifica su efecto. Si telescopios como Subaru Prime Focus refuerzan estos hallazgos, habrá que revisar los cimientos de la cosmología.

“Las simulaciones demuestran que variaciones en los parámetros cosmológicos, sobre todo en la densidad de materia, influyen más que el componente dinámico por sí solo”, explicó Ishiyama. Aun así, asegura que estamos más cerca de entender cómo respira el universo.

Con Fugaku y los datos de DESI, la pregunta ya no es solo teórica. La energía oscura podría no ser constante. Y por primera vez, tenemos simulaciones que lo muestran con fuerza suficiente para ser contrastado con futuras observaciones.