Sexta parte de cosmología
Einstein fue el primero en proponer la constante cosmológica (no confundirla con la constante de Hubble), habitualmente simbolizada por la letra griega "lambda", como un arreglo matemático a la teoría de la relatividad general.


En su forma más sencilla, la relatividad general predijo que el universo debería ya fuese expandirse o contraerse. Einstein pensó que el universo estaba estático, de modo que agregó este nuevo término para parar la expansión.

Friedmann, un matemático ruso, se dio cuenta que esto era un ajuste inestable, como balancear un lápiz sobre su punta y propuso un modelo para un universo en expansión, hoy día conocido como la teoría del Big Bang. Cuando el estudio del Hubble, de las galaxias cercanas, mostró que el universo estaba verdaderamente expandiéndose, Einstein lamentó no modificar su elegante teoría y consideró al término de la constante cosmológica como su "mayor error".

Muchos cosmólogos se lanzaron a revivir el término de constante cosmológica sobre terreno teórico. La teoría de campo moderna asocia este término con la densidad de energía al vacío. Para que esta densidad de energía sea comparable con otras formas de materia en el universo, requeriría de una nueva física: El hecho de agregar el término de constante cosmológica tiene profundas implicaciones para la física de partículas y nuestra comprensión de las fuerzas fundamentales de la naturaleza.

El principal atractivo del término de la constante cosmológica es que mejora muy significativamente el acuerdo entre la teoría y la observación. El ejemplo más espectacular de esto, es el reciente esfuerzo por medir cuanto a cambiado la expansión del universo en los últimos pocos miles de millones de años. Genéricamente, el tirón gravitacional ejercido por la materia en el universo desacelera la expansión impuesta por el Big Bang. Muy recientemente se ha vuelto algo práctico para los astrónomos observar estrellas muy brillantes denominadas súper novas en un esfuerzo por medir cuánto ha disminuido la expansión en los últimos miles de millones de años.

Sorpresivamente, los resultados de estas observaciones indican que la expansión universal se está acelerando. Aunque estos resultados deberían considerarse como preliminares, presentan la posibilidad de que el universo contenga una forma bizarra de material o de energía que es, en efecto, repelente gravitacionalmente. La constante cosmológica es un ejemplo de este tipo de energía. ¡Aún queda mucho trabajo por hacer para aclarar este misterio!

Existe otro número de observaciones que son sugerentes de la necesidad de una constante cosmológica. Por ejemplo, si la constante cosmológica hoy día consiste de la mayoría de la densidad de energía del universo, entonces la edad extrapolada del universo es mayor de lo que lo sería sin ese término, lo cual ayuda a evitar el dilema ¡qué la edad extrapolada del universo es más joven que el de algunas de las estrellas más viejas que observamos! Un término de constante cosmológica agregado al modelo inflacionario, una extensión de la teoría del Big Bang, nos conduce a un modelo que aparece como consistente con la distribución observada (ver foto) a gran escala de galaxias y cúmulos, con las mediciones del COBE de las fluctuaciones de fondo de las microondas cósmicas y con las propiedades observadas de cúmulos con rayos X.

Sorprendentes imágenes del Hubble retan a la teoría de los quasares. Esta imagen proporciona la evidencia de una fusión entre un quasar y una galaxia compañera. El objeto brillante central es el propio quasar, localizado a varios millones de años luz de distancia. Los dos pequeños mechones a la izquierda del objeto central son remanentes de una brillante galaxia que se han desorganizado por la fuerza de atracción gravitatoria mutua entre el quasar y la galaxia compañera. Crédito: John Bahcall, Instituto para Estudios Avanzados, NASA.

El WMAP y la constante cosmológica

Mediante la descripción detallada de la estructura de las fluctuaciones de fondo de las microondas cósmicas, el WMAP debería ser capaz de determinar con exactitud los parámetros cosmológicos básicos, incluyendo la constante cosmológica, mejor que un 5%.

Lectura adicional:
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• Donald Goldsmith, "Einstein's Greatest Blunder? The Cosmological Constant and Other Fudge Factors in the Physics of the Universe", (Harvard University Press: Cambridge, Mass.) [En inglés] Una explicación popular, bien escrita, de la constante cosmológica y el estado actual de la cosmología.

En el próximo capítulo hablaremos sobre la vida, y después el destino final del universo.

Lee los primeros capítulos de este tema:
Cosmología: el estudio del universo
Nuestro Universo ¿De qué esta formado?
El Universo: ¿Cuán rápido se expande?
¿Qué antigüedad tiene el Universo?
¿Es infinito el Universo?

También puedes leer:
¿Se Expandirá el Universo para Siempre?
El universo tiene para otros 30 mil millones de años
El Cosmos, con el acelerador a fondo.

Artículo de - WMAP Mission -
Aportación de Liberto