En 1929, Edwin Hubble demostró que las galaxias se alejan de nosotros y que el universo se expande. Durante décadas se supuso que esa expansión debía ir frenándose por efecto de la gravedad de toda la materia. Sin embargo, a finales de los años noventa, dos equipos independientes descubrieron algo inesperado: la expansión se está acelerando.
Los equipos observaron supernovas de tipo Ia en galaxias lejanas, usándolas como candelas estándar para medir distancias. Esperaban encontrarlas más brillantes de lo previsto si la expansión se frenaba, pero resultaron más débiles, es decir, más lejanas. La única explicación razonable era que el universo se había expandido más rápido de lo supuesto. Los líderes de ambos equipos recibieron el premio Nobel de Física en 2011.
Es el nombre que se da a la causa desconocida de esa aceleración. Según el modelo cosmológico estándar, constituye cerca del setenta por ciento del contenido energético del universo. No se agrupa en galaxias como la materia, sino que parece distribuirse de manera uniforme por todo el espacio, y su efecto es una especie de presión negativa que empuja hacia afuera.
La explicación más sencilla es una constante cosmológica, un término que Einstein introdujo en sus ecuaciones y luego abandonó. Equivale a una densidad de energía inherente al propio espacio vacío, que no se diluye cuando el universo se expande. Concuerda bien con las observaciones, pero plantea un grave problema: las estimaciones teóricas de la energía del vacío cuántico difieren del valor observado en muchísimos órdenes de magnitud.
Otras ideas proponen que la energía oscura cambia con el tiempo, llamadas quintaesencia, o que lo que falla es la teoría de la gravedad a escalas cósmicas. Algunos resultados recientes sugieren que la energía oscura podría no ser constante, un tema que se investiga intensamente y que podría cambiar el modelo estándar.
Se combinan varias técnicas: supernovas, el patrón de la radiación de fondo de microondas, la agrupación de galaxias medida en grandes censos del cielo y las lentes gravitacionales débiles. Telescopios y misiones espaciales dedicados cartografían millones de galaxias para medir con precisión cómo ha variado la expansión a lo largo del tiempo.
Si la energía oscura es constante, el universo seguirá expandiéndose para siempre cada vez más rápido. Las galaxias lejanas desaparecerán de nuestro horizonte observable y el cielo se volverá cada vez más vacío. Si cambia con el tiempo, otros finales son posibles, desde una desaceleración hasta un colapso, aunque los datos actuales no los favorecen.
Las mediciones del ritmo de expansión actual obtenidas con estrellas cercanas y con la radiación de fondo difieren de forma persistente. Esta discrepancia, llamada tensión de Hubble, podría indicar errores sistemáticos o nueva física, y es una de las preguntas abiertas más activas de la cosmología moderna.
Medir la expansión requiere dos datos: qué tan lejos está una galaxia y qué tan rápido se aleja. La velocidad se obtiene del corrimiento al rojo de su luz. La distancia es más difícil, y se estima con una escalera de métodos: estrellas variables cercanas, supernovas de tipo Ia y otros indicadores que se calibran entre sí. Cada peldaño añade incertidumbre, por lo que una parte de la tensión de Hubble podría deberse a errores sistemáticos. Telescopios como el James Webb ayudan a revisar los peldaños más cercanos de la escalera con mayor precisión.
La energía oscura es uno de los mayores enigmas de la ciencia actual. Saber que desconocemos la mayor parte del contenido del universo es una razón más para seguir observando y preguntando.