L'energia fosca: una bufera que potser no seria bufera

L'any 1929, l'astrònom americà Edwin Hubble va fer un dels descobriments més fonamentals de la cosmologia moderna. Analitzant la llum de les galàxies que en aquells moments es coneixien va trobar que totes elles, amb alguna excepció puntual, s'allunyaven de nosaltres. Hubble acabava de trobar la primera prova experimental de l'expansió de l'univers.

Durant molt de temps, els científics havien cregut que el cosmos era estàtic, és a dir, que ni s'expandia ni es contreia. A començaments del segle XX, aquesta era, diguem-ne, la teoria ortodoxa i dominant. De fet, de les observacions que es podien realitzar amb els instruments de l'època, res feia sospitar el contrari.

Quan Albert Einstein va formular la seva revolucionària relativitat general, l'any 1917, les formules matemàtiques que donaven cos a la teoria conduïen a un univers que no ho podia ser, d'estàtic. Però era tan arrelat el convenciment que els científics, inclòs, el mateix geni alemany, tenien sobre la immutabilitat del cosmos que Einstein va decidir domar artificialment les seves noves equacions, introduint una constant arbitrària per a produir un univers feliçment estàtic.

El descobriment de Hubble va fer veure a Einstein el seu error: havia tingut davant els nas la predicció teòrica que l'univers havia d'expandir-se, i no s'ho havia cregut. Havien estat altres científics, com ara George Lemaitre, els que, emprant la relativitat general formulada per Einstein, havien intuït l'expansió anys abans.

És clar, una expansió portava immediatament a la conseqüència d'un inici, simplement rebobinant imaginàriament el temps cap al darrera. Un inici en què tota l'energia de l'univers havia d'estar concentrada en un espai increïblement petit. Un començament espectacular, en què tot es va posar en marxa. El moment del Big Bang.

Molt sovint empro l'exemple del globus quan explico què va descobrir en Hubble. Imaginem un globus en el que hi hem enganxat uns gomets de color a la seva superfície, com si fossin galàxies. Quan inflem el globus, els gomets se separen tots de tots. Si ens situem mentalment sobre qualsevol dels gomets, observarem com tots els demès s'allunyen de nosaltres. A més, i tal com va trobar Hubble, veurem que els gomets que estan més lluny semblen separar-se de nosaltres més ràpidament que els que es troben a prop.

L'exemple del globus també ens serveix per a reflexionar sobre 2 qüestions fonamentals. En primer lloc, que no hi ha gomets, galàxies, preferides o especials. Qualsevol de les galàxies pot reclamar el discutible privilegi de ser ella la que està immòbil i, per tant, ser el centre de l'univers. Quan, en realitat, de centre no n'hi ha. Com deia, tots els gomets estan, de fet, immòbils. Ningú els ha aplicat una velocitat. Tots poden dir que estan quiets. I això ens porta a la segona reflexió clau: la raó que fa que els gomets s'allunyin tots de tots no és pas que es moguin amb velocitats pròpies, sinó que es crea goma entre ells quan s'infla el globus!

De forma similar, l'expansió de l'univers es produeix quan es crea espai entre les galàxies.

Des del descobriment de Hubble, són moltes les observacions i proves que hem anat acumulant sobre l'expansió de l'univers. Avui, per exemple, sabem que uns pocs milers de milions després del moment zero, del Big Bang, la gravetat de tota la matèria del cosmos va fer que l'expansió s'alentís, actuant com si fos la resistència que té la goma del globus a seguir inflant-se. Però el més fascinant és que finalment l'expansió va guanyar la batalla. Ara sabem que l'univers s'expandeix a un ritme accelerat, és a dir, cada cop més ràpid. Com si la bufera hagués trencat la goma i res ja no pogués aturar l'expansió.

Com deia, són moltes les evidències i proves que actualment tenim i que recolzen aquest escenari.

Tot això ens porta, però, a una de les grans incògnites de la ciència. Una qüestió molt més profunda del que pot semblar a primera vista, i que podria significar una veritable revolució científica: què està inflant el globus? D'on surt la bufera?

Amb el nom "energia fosca" ens referim a aquesta enigmàtica bufera. L'energia que estaria al darrera de l'expansió de l'univers, i que actuaria com el motor que fa que l'univers sigui cada cop més gran.

El més preocupant és que no sabem què és aquesta energia fosca. No en tenim ni idea. Bé, tenim hipòtesis, possibles explicacions. Però cap d'elles sembla quadrar amb el que observem, ni tampoc cap d'elles ens ofereix una explicació teòrica suficientment raonable.

Per exemple, l'energia fosca podria ser un component intrínsec de l'espai. Allò que anomenem espai buit podria no estar buit realment, i l'espai, com a tal, podria tenir associada aquesta energia que actuaria en contra de la gravetat. Així, al crear-se més espai, estaríem també augmentant l'energia fosca, i l'expansió s'acceleraria.

El problema, però, és que no aconseguim entendre realment la naturalesa d'aquesta energia que s'associaria a l'espai. La mecànica quàntica, per exemple, ens diu que, efectivament, l'espai buit no és buit, i vibra amb multitud de partícules que es creen i s'aniquilen espontàniament. Però quan, amb les fórmules de la quàntica, intentem calcular el valor de l'energia de l'espai buit ens trobem amb resultats increïblement discordants amb els que sostindrien l'expansió de l'univers que mesurem. En altres paraules, si aquesta fos la naturalesa de l'energia fosca, el nostre cosmos simplement no existiria.

La qüestió de l'energia fosca és més greu a cada dia que passa. A pesar dels experiments i programes d'observació que s'estan duent a cap des de fa anys, seguim sense pistes, sense res que ens faci pensar que estem avançant o en el bon camí per entendre què és aquesta misteriosa energia. És un fet, com deia, preocupant, molt diferent al que passa habitualment amb altres investigacions en les que veus l'horitzó o intueixes la llum al final del túnel. Aquí, quan parlem d'energia fosca, tot és túnel, tot és foscor.

Queda una possible explicació. Una que significaria la revolució de la física. Que podria tombar alguns dels fonaments científics moderns.

Podria ser, simplement, que no entenguéssim com funciona realment la gravetat. Podria ser que la relativitat general de l'Einstein, la teoria que no ens ha fallat mai i que encara avui, 100 anys després de la seva formulació, ens segueix aportant prediccions que acabem descobrint experimentalment (com, per exemple, les ones gravitacionals)... podria ser, sí, que aquesta magnífica teoria no fos si no una aproximació, una simplificació, d'una teoria encara més global que ens expliqués un funcionament de la gravetat diferent del que tenim actualment.

Què passaria si la gravetat es comportés de forma diferent, diguem-ne a "petita escala" (dins de rangs de centenars de milions d'anys llum, per exemple) que a "gran escala"? Potser llavors no es necessitaria tal energia fosca, i el comportament de l'univers es podria explicar "simplement" amb aquest comportament "normal" de la gravetat?

Aquesta és una de les raons que converteix en fonamental la investigació sobre l'energia fosca. Del seu enteniment, o de la seva negació, ens pot aparèixer una nova física. Com en el seu dia la física einsteniana va venir a substituir a la newtoniana.

De moment, els programes d'investigació segueixen molt actius, tot i que alguns científics ja han començat a deixar entreveure els seus dubtes sobre poder obtenir resultats satisfactoris durant els propers anys.

I és que ens trobem davant una de les fronteres del coneixement. Una energia desconeguda, que provoca canvis en l'univers que podem mesurar, però que es manté amagada, fora de la nostra comprensió. 

Una energia que podria, després de tot, no ser energia. Que podria ser la porta a una nova ciència. La porta que ens conduiria a una habitació més gran, amb més finestres que potser ens permetrien entendre millor el cosmos que habitem i descobrir els errors del coneixement passat.

Una bufera que potser no seria bufera.