Gigantescos vacíos cósmicos podrían estar destrozando el Universo

Solo si ampliamos aún más la perspectiva podremos distinguir cómo se distribuye realmente la materia a gran escala. Alejémonos hasta que las galaxias individuales sean solo diminutos puntos de luz, y entonces podremos ver cómo todas ellas se alinean en largos filamentos que convergen en los puntos, los cúmulos más grandes, donde la densidad, y la gravedad, es mayor. Es lo que llamamos 'la telaraña cósmica', incontables 'ríos de luz' que se cruzan y se conectan como las hebras lo hacen en una verdadera telaraña.

E igual que en las telarañas, a ambos lados de cada filamento, y hasta el filamento siguiente, existen enormes vacíos en los que no hay... nada. Vastas regiones de espacio, de entre 20 y 200 millones de años luz de extensión, en las que el vacío es casi total. Gigantescos desiertos cósmicos que se extienden de un extremo a otro del Cosmos, que desafían nuestra comprensión y que constituyen, ahora sí, la mayor parte del volumen del Universo en que vivimos. Esos vacíos son, de hecho, los objetos más grandes que podemos observar.

Y ahora, un equipo de investigadores dirigidos por físicos iraníes, creen que esos vacíos incomprensiblemente grandes podrían estar desgarrando el Universo entero. ¿Cómo? Generando energía oscura, la supuesta responsable de que el Universo se expanda cada vez más deprisa. Su trabajo, aceptado para su publicación en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, puede consultarse ya en el servidor de prepublicaciones ArXiv.

La existencia de los vacíos cósmicos se conoce desde la pasada década de los setenta, pero hasta hace poco no contaron con la atención de los astrónomos, más inclinados a estudiar la 'materia que brilla', como estrellas o galaxias. Pero veinte años después, en los 90, se produjo un hallazgo destinado a cambiarlo todo: el Universo sigue expandiéndose en la actualidad, y no solo eso, sino que lo hace cada vez más deprisa. Es decir, que la velocidad a la que se expande aumenta a cada segundo que pasa. Es lo que se conoce como 'expansión acelerada' del Universo, y comenzó hace unos 5.000 millones de años sin que nadie pueda explicar por qué. Por eso surgió el término de 'energía oscura', una fuerza misteriosa que de repente se puso en marcha y que dilata el espacio mismo, haciendo que los objetos que hay en él estén cada vez más separados entre sí.

A pesar de ello, los efectos de la expansión acelerada no se sienten dentro de los sistemas estelares o de las galaxias; allí, la atracción gravitacional de la materia es lo suficientemente fuerte como para anular la expansión general. Por eso ni nuestro Sistema Solar ni la Vía Láctea se están agrandando debido a la energía oscura. Pero los vacíos, en los que no hay prácticamente nada, sienten los efectos de la energía oscura con mucha más intensidad. Y si queremos averiguar qué es la energía oscura, tiene todo el sentido investigarla donde sus efectos son más fuertes.

En el nuevo estudio, los investigadores afirman que la energía oscura no solo se encuentra en los vacíos, sino que está causada por ellos. ¿Pero cómo podría ser esto posible? Según los autores, no basta sólo constatar la existencia de estos vacíos, sino que también hay que estudiar su dinámica.

Igual que todas las estructuras que hay en el Universo, los vacíos cósmicos nacieron mucho más pequeños y fueron creciendo con el tiempo hasta alcanzar sus gigantescas dimensiones actuales.

Hace miles de millones de años, toda la materia del Universo se distribuía de manera bastante uniforme, de modo que al principio no hubo grandes diferencias de densidad de un lugar a otro. Pero con el tiempo, cualquier lugar que tuviera solo un poco más de materia que el promedio comenzó a atraer más materia hacia él. Y con más materia, crecía también su atracción gravitatoria, lo que atraía aún más materia e impulsaba su crecimiento. Durante miles de millones de años, la materia se acumuló de este modo para formar galaxias, grupos y cúmulos galácticos.

Por supuesto, y a medida que crecían esas estructuras, los espacios entre ellas se 'vaciaban' y también se iban haciendo cada vez más grandes. Podemos ver el crecimiento de estos vacíos no como un proceso pasivo, sino como una presión de los propios vacíos sobre las estructuras que los rodean. Por ejemplo, a medida que los vacíos crecen, los muros de galaxias entre ellos adelgazan constantemente hasta llegar a disolverse, permitiendo que los vacíos se fusionen.

Según los investigadores, durante los próximos miles de millones de años los vacíos terminarán disolviendo completamente la red cósmica, obligando a toda la materia a formar grupos aislados separados por cientos de millones de años luz de vacío en expansión.

Además, la presión ejercida por los vacíos al crecer distorsiona el espacio tiempo, igual que lo haría cualquier otra fuente de materia o de energía del Universo. Y esa distorsión espaciotemporal implica que a medida que los vacíos se expanden, van empujando a las galaxias que hay en sus bordes, haciendo que se separen a pesar de la atracción gravitatoria que existe entre ellas.

Por último, los autores descubrieron que los efectos acumulativos de todos los grandes vacíos del Universo trabajando juntos para disolver la red cósmica conducen a una expansión acelerada. Lo cual coincide con las estimaciones actuales para la energía oscura.

Naturalmente, se necesitan más estudios para probar esta idea. Por un lado, será necesario medir más vacíos para poder calcular mejor su presión combinada. Además, se necesitaría también más información sobre la energía oscura en sí misma, y saber si su fuerza ha cambiado, o no, durante los últimos miles de millones de años. Aún así, la idea resulta intrigante: es posible que la energía oscura no sea causada por alguna fuerza o proceso exótico en el Universo, sino que sea simplemente un subproducto de la lógica evolución del vacío.