La constante cosmol¨®gica

La expansi¨®n del universo, es decir, que el universo es una pura explosi¨®n, es algo que no se le hab¨ªa ocurrido a nadie. En 1917, Einstein, espantado, se dio cuenta de que su elegante ecuaci¨®n de campo predec¨ªa un universo din¨¢mico, en expansi¨®n o contracci¨®n. La idea le pareci¨® tan absurda que, para evitarla, complic¨® su ecuaci¨®n, a?adi¨¦ndole un t¨¦rmino ad hoc: una constante (llamada cosmol¨®gica) multiplicada por la m¨¦trica. Este t¨¦rmino corresponder¨ªa a una fuerza repulsiva nunca observada, encargada de mantener quieto y est¨¢tico al universo. En 1929, Hubble, estudiando el desplazamiento hacia el rojo del espectro de las galaxias, descubri¨® que la expansi¨®n del universo es un hecho. Al a?o siguiente, Einstein repudi¨® la constante cosmol¨®gica, calific¨¢ndola como "la mayor metedura de pata de mi vida".Aunque repudiada, la constante cosmol¨®gica ha sido repetidamente resucitada por los cosm¨®logos como deus ex machina para sacarlos de sus apuros. La constante de Hubble mide la expansi¨®n del universo, indicando la velocidad de recesi¨®n de cualquier galaxia lejana en funci¨®n de su distancia. Hubble se equivoc¨® en su c¨¢lculo y la estim¨® en 500 kil¨®metros por segundo por cada megaparsec de distancia. Aceptando ese valor, el modelo de Einstein-DeSitter nos da una edad del universo de unos 1.200 millones de a?os, en contradicci¨®n flagrante con la edad de la Tierra, estimada (por la radiactividad de las rocas) en unos 4.600 millones de a?os. En los a?os treinta y cuarenta, cosm¨®logos como Eddington, Lema?tre, Gamow y Tolman trataron de solucionar la discrepancia reintroduciendo una constante cosmol¨®gica positiva en sus modelos, lo que permite que la edad del universo sea superior al tiempo de Hubble. Esta soluci¨®n de pacotilla (que Einstein siempre rechaz¨®) fue retirada de nuevo, cuando se comprob¨® que el problema se deb¨ªa a un error en el c¨¢lculo de la constante de Hubble.

En los primeros a?os noventa, el modelo cosmol¨®gico inflacionario, que estaba de moda, predec¨ªa un universo plano, con el par¨¢metro de densidad omega = 1. Pero las mediciones emp¨ªricas daban un valor de omega de s¨®lo 0,2 y, por tanto, indicaban que el universo es abierto. De nuevo se resucit¨® la constante cosmol¨®gica para suministrar el 0,8 de densidad que faltaba para obtener un omega = 1, conforme al deseo inflacionario. Y de nuevo se dej¨® caer por los propios inflacionistas, que acabaron rehaciendo sus modelos en versi¨®n abierta.

Aunque podemos medir bien la velocidad de recesi¨®n de las galaxias lejanas, apenas sabemos medir sus distancias. La mejor esperanza la ofrecen ahora las supernovas de tipo Ia, un mill¨®n de veces m¨¢s luminosas que las cefeidas y visibles desde mil veces m¨¢s lejos. A principios de 1998, dos equipos (dirigidos por Perlmutter y Schmidt) de observadores de supernovas anunciaron sus resultados, algunos de los cuales pod¨ªan interpretarse como que las galaxias m¨¢s lejanas (y, por tanto, m¨¢s j¨®venes) se alejan m¨¢s despacio de lo esperado, lo cual podr¨ªa indicar que la expansi¨®n del universo no se estar¨ªa decelerando (frenada por la gravedad), sino acelerando. La reacci¨®n m¨¢s prudente es la de buscar errores sistem¨¢ticos en las estimaciones. La m¨¢s alegre ha consistido en resucitar otra vez la constante cosmol¨®gica, cuya fuerza repulsiva acelerar¨ªa la expansi¨®n.

?Es la constante cosmol¨®gica algo m¨¢s que un fantasma recurrente? Hacia 1968, Zel"dovich propuso pasar el t¨¦rmino cosmol¨®gico a la derecha de la ecuaci¨®n de Einstein, con lo que aparece como una contribuci¨®n al tensor de energ¨ªa, interpretable como la energ¨ªa del vac¨ªo. Seg¨²n la teor¨ªa cu¨¢ntica de campos, el vac¨ªo tiene una enorme energ¨ªa. El problema es que esa energ¨ªa no se detecta experimentalmente. La discrepancia entre la cota superior que los experimentos imponen a su valor y las predicciones te¨®ricas es tremenda, de 120 ¨®rdenes de magnitud. Los f¨ªsicos de part¨ªculas no entienden lo que pasa. El espectro de la constante cosmol¨®gica recorre la f¨ªsica y nos recuerda hasta qu¨¦ punto nuestra ciencia m¨¢s avanzada est¨¢ cogida con alfileres.