¿Y si el modelo estándar de la Cosmología necesita algo más que retoques?

Poco después de que el telescopio espacial James Webb empezara a enviar sus imágenes de planetas y nebulosas, los astrónomos tuvieron que admitir, aun entre la admiración, que algo no encajaba. Ocho meses más tarde, según los astrofísicos Adam Frank y Marcelo Gleiser, que lo plantean en una columna publicada originalmente en The New York Times, algunas de las revelaciones del instrumento empiezan a sugerir que quizá haya que replantear aspectos fundamentales del origen y la evolución del universo.

El Webb se lanzó a fines de 2021 como proyecto conjunto de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense. Su misión es mirar hacia atrás en el tiempo, hasta las primeras estrellas y galaxias. Uno de sus primeros hallazgos importantes resultó incómodo: encontró galaxias plenamente formadas mucho antes de lo que permite el llamado modelo estándar de la Cosmología.

Ese modelo, base de prácticamente toda la investigación del campo, describe una secuencia precisa tras el Big Bang. Primero la gravedad atrajo las regiones más densas del gas cósmico en enfriamiento, que crecieron hasta ser estrellas y agujeros negros. Después atrajo a las estrellas para formar galaxias. Los datos del Webb muestran que algunas galaxias muy grandes se formaron en un tiempo demasiado corto para ese esquema. Los autores insisten en que no es una discrepancia menor: sería como encontrar en un cuento a los padres y sus hijos cuando los abuelos todavía son niños.

No es un caso aislado. Está la constante de Hubble, que mide la rapidez con que se expande el universo. Hay dos maneras principales de calcularla: una usa mediciones del universo primitivo, como las que aporta el Webb, y la otra usa mediciones de estrellas cercanas en el universo moderno. Tras décadas de trabajo, los dos métodos siguen dando respuestas distintas. Se esperaba que la brecha se cerrara al mejorar los datos, pero persiste aunque son mucho más exactos, y los nuevos datos del Webb la agravaron. Para los autores, esa tendencia apunta a un fallo del modelo, no de los datos.

El modelo ya fue modificado varias veces en el último medio siglo. Sus raíces están en el descubrimiento de Edwin Hubble, en la década de 1920, de que el universo se expande, y en el hallazgo en 1964 de la radiación de fondo de microondas, la luz fósil que llega desde poco después del inicio de la expansión. Para ganar precisión, los astrofísicos postularon componentes sin prueba directa: según el modelo actual, la materia normal es solo cerca del 4 por ciento del universo, mientras que la materia oscura ronda el 27 por ciento y la energía oscura el 68. A ello se suma la inflación cósmica, propuesta en 1981, que supone una expansión exponencialmente rápida durante una fracción de segundo y que, en la mayoría de sus versiones, implica un multiverso de infinitos universos quizá inobservables en principio. Los autores aclaran que nada de esto es sospechoso por sí mismo, pero ante los datos del Webb y el problema de Hubble, dudar del ajuste es comprensible.

Hay dos salidas posibles. La familiar es que los científicos vuelvan a sus pizarras e inventen algo nuevo "oscuro" que reconcilie el modelo con los datos. La otra es una desviación radical que cambie la forma de pensar los componentes elementales del universo e incluso la naturaleza del espacio y el tiempo. Entre las ideas mencionadas están la de Lee Smolin y Roberto Mangabeira Unger, según la cual las leyes de la física podrían evolucionar y hasta competir entre sí, y la de John Wheeler, que concebía un "universo participativo" donde cada observación influye en la historia futura e incluso pasada.

Los autores reconocen que aún no se sabe cómo esas ideas ayudarían a explicar los datos, en parte porque estos están moldeados por los supuestos teóricos de quienes los recogen, y que adoptarlas sería un acto de fe. Recuerdan que Copérnico, Darwin y Einstein también provocaron revoluciones con gran impacto cultural. Citan al filósofo Robert Crease: la filosofía hace falta cuando más ciencia quizá no responda una pregunta científica. Si los retoques no bastan, concluyen, quizá se necesite una nueva historia del universo y una nueva manera de contarla.