La energía oscura es un componente del universo que se caracteriza por, entre otras cosas, una fase temprana caliente y densa que se llama coloquialmente el Big Bang.
En cosmología, las cosas que llenan el universo se describen por su “ecuación de estado”. Sin entrar en muchos detalles, la “ecuación de estado” en este caso a menudo se reduce a un solo número que establece la relación entre presión y densidad, y también nos dice cómo evoluciona esa cosa a medida que el universo se expande.
La energía oscura tiene una ecuación de estado muy peculiar: tiene una enorme presión negativa. Esto tiene dos consecuencias directas.
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Primero, cuando la gravedad funciona, normalmente comprime las cosas, haciendo que aumente la presión. Si de alguna manera pudieras eliminar la gravedad, la cosa que fue comprimida por ella se expandiría, liberando energía. Para las cosas denominadas “energía oscura”, las cosas funcionan al revés debido a la presión negativa: la gravedad sí funciona al hacer que se expanda, y la energía se libera si se contrajera. En resumen, la energía oscura se comporta como si la gravedad fuera repulsiva.
Esto lleva a la segunda consecuencia: a medida que la gravedad hace su trabajo sobre la energía oscura, la hace expandirse, pero también le agrega energía. En consecuencia, la densidad de energía de la energía oscura no disminuye a medida que la energía oscura se expande bajo la gravedad. Contraste esto con la materia ordinaria, cuya densidad de energía es la inversa del volumen (cubo de escala inverso); o radiación, para la cual la densidad de energía va como la cuarta potencia inversa.
Y aquí está la cosa: si juegas esta “película” al revés, extrapolando hacia el pasado, descubres que en el pasado distante, la densidad de energía de la materia ordinaria era mucho mayor de lo que es hoy. La densidad de energía de la radiación fue incluso mayor que eso. Mientras tanto, la densidad de energía de la energía oscura era exactamente la misma que ahora. Lo que significa que en el pasado lejano, en el universo primitivo, la radiación era dominante; materia, siguiendo muy lejos … y energía oscura, completamente insignificante.
Entonces no, la energía oscura no hace que el Big Bang sea superfluo; más bien, en el universo temprano, la energía oscura no hizo ninguna diferencia.
El futuro distante, sin embargo, es otro asunto. A medida que el universo se expande, la densidad de energía de la materia ordinaria continúa disminuyendo. Pero no es así para la energía oscura. Lo que significa que en un momento, la energía oscura comienza a dominar la expansión (esto ya sucedió, supuestamente hace unos 4 mil millones de años). Cuando eso sucede, nuevamente debido a su presión negativa, la energía oscura hace que el universo se expanda bajo su propia gravedad y se expanda cada vez más rápido. Este es el escenario de expansión acelerada: hasta hace aproximadamente 4 mil millones de años, la gravedad propia del universo hizo que la expansión se ralentizara, pero en ese punto, la energía oscura se volvió dominante y ahora la misma gravedad actúa como si fuera repulsivo, haciendo que la expansión se acelere.
(Por cierto, esto no tiene relación alguna dentro de una galaxia, un sistema solar, un planeta o cualquier otra estructura ligada. Aquí, en la Tierra, por ejemplo, la densidad de energía promedio es muchos órdenes de magnitud mayor que ” fondo “densidad de energía oscura, por lo que este último es completamente indetectable. Lo de repulsión ocurre solo a escalas muy grandes, entre cúmulos de galaxias distantes que no están unidos gravitacionalmente entre sí.)
