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En busca de la energía oscura y la materia oscura

Ocultas a la vista humana, la energía oscura y la materia oscura fascinan e intrigan nuestra imaginación. Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea se prepara para una ambiciosa misión que consiste en cartografiar millones de galaxias con el fin de arrojar luz sobre el universo invisible.
En busca de la energía oscura y la materia oscura
El telescopio espacial Euclid de la Agencia Espacial Europea se equipará con una cámara infrarroja con el fin de realizar un seguimiento de la distribución de las galaxias y medir la aceleración cósmica. Los científicos piensan que la energía oscura impulsa la expansión acelerada del universo.

En el proyecto DRKFRCS (Disambiguating the invisible universe), financiado por la Unión Europea, los científicos se centraron en probar si la constante cosmológica es adecuada para describir el universo en expansión. Independientemente de la aceleración, la cosmología proporciona la oportunidad de probar hasta qué punto la relatividad general describe la gravedad a escalas galácticas.

Durante las últimas décadas, se han desarrollado numerosos códigos para resolver la ecuación de Boltzmann en presencia de gravedad. El resultado de estos códigos se utiliza para restringir los parámetros cosmológicos o generar las condiciones iniciales en simulaciones de física a pequeña escala.

El equipo de DRKFRCS amplió el sistema de resolución anisotrópico lineal cósmico (CLASS) a fin de obtener restricciones sobre los modelos de gravedad con datos de observaciones recientes. Además, se puede utilizar Horndeski in the cosmic linear anisotropy solving system (hi-class) para estudiar los efectos relativistas a escalas ultragrandes.

En el código publicado en junio de 20216, se realizaron cambios para permitir la modelización de la dinámica de modelos de energía oscura que pertenecen a la clase de las teorías de Horndeski. Hasta la fecha, el modelo de «hi-class» está en fase de desarrollo y se le están añadiendo nuevas características para ampliar la variedad de modelos.

Antes de finalizar DRKFRCS, los científicos descubrieron una conexión desconocida entre modelos de energía oscura que modificarían tanto la relatividad general como las ondas gravitatorias. Además, mostraron la relación directa entre la aparición de tensiones anisótropas en soluciones cosmológicas y una modificación de la propagación de las ondas gravitatorias.

Las tensiones anisótropas se observan con frecuencia en las teorías de Horndeski y otras clases de modelos de extensión de la gravedad. En particular, separan los valores de los dos potenciales gravitatorios escalares. La razón de los dos potenciales es un observable independiente del modelo que Euclid debería poder medir con gran precisión.

Además, los resultados del proyecto abren el camino a una forma de sondeo totalmente distinta: la detección de ondas gravitatorias para buscar la energía oscura.

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Palabras clave

Energía oscura, materia oscura, aceleración cósmica, DRKFRCS, ondas gravitatorias
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