¿Existe la energía oscura?
La explicación más simple para la aceleración de la expansión es la constante cosmológica presentada en primer lugar por Einstein, pero su valor requerido no se puede explicar mediante la física actual. Una alternativa es la posible inexistencia de la energía oscura. Una modificación de la fuerza de la gravedad a lo largo de una gran distancia podría ser la causa de la aceleración tardía del Universo. Financiado con fondos de la UE, el proyecto MGATDE (Modified gravity as an alternative to dark energy) examinó ideas teóricas para modificar la RG en grandes escalas. Una idea consistió en utilizar las llamadas interacciones galileanas. Se puso de manifiesto que, en modelos con estas interacciones galileanas, es posible encontrar soluciones de aceleración sin la constante cosmológica. Se aplicó la noción de las interacciones galileanas para elaborar modelos gravitatorios masivos coherentes y no lineales. Otra pregunta era si el gravitón tiene masa. El equipo encontró soluciones con el mecanismo de Vainshtein, gracias al cual la RG se restablece a pequeña escala. También descubrieron soluciones inestables en las que la aceleración del Universo se explica mediante gravitones de masa reducida. Desde un punto de vista observacional, el principal objetivo consistió en encontrar formas eficientes de utilizar los conjuntos de datos procedentes de observaciones para distinguir entre los modelos gravitatorios modificados y los modelos de energía oscura basados en la RG. MGATDE puso de manifiesto que una investigación espacial que incluya mediciones de lentes gravitacionales y velocidad peculiar puede limitar de forma significativa las modificaciones a la RG. Aunque es posible someter a prueba la RG a gran escala independientemente de los modelos, también existe información disponible sobre la pequeña escala, donde la acumulación de materia oscura se transforma en un proceso no lineal. El proyecto desarrolló un planteamiento de la teoría de la perturbación con el fin de resolver la ecuación no lineal para el modo escalar. En concreto, se elaboró un código autoadaptativo de N-cuerpos de una malla de partículas para realizar simulaciones de modelos gravitatorios modificados, lo que permitirá utilizar la cantidad ingente de información sobre las escalas no lineales para someter a prueba estos modelos. En la próxima década, los estudios astronómicos masivos facilitarán las pruebas de las nociones teóricas desarrolladas en el seno de este proyecto.
Palabras clave
Energía oscura, relatividad general, constante cosmológica, gravedad, MGATDE
