La constante cosmológica

La expansión del universo, es decir, que el universo es una pura explosión, es algo que no se le había ocurrido a nadie. En 1917, Einstein, espantado, se dio cuenta de que su elegante ecuación de campo predecía un universo dinámico, en expansión o contracción. La idea le pareció tan absurda que, para evitarla, complicó su ecuación, añadiéndole un término ad hoc: una constante (llamada cosmológica) multiplicada por la métrica. Este término correspondería a una fuerza repulsiva nunca observada, encargada de mantener quieto y estático al universo. En 1929, Hubble, estudiando el desplazamiento hacia el rojo del espectro de las galaxias, descubrió que la expansión del universo es un hecho. Al año siguiente, Einstein repudió la constante cosmológica, calificándola como "la mayor metedura de pata de mi vida".Aunque repudiada, la constante cosmológica ha sido repetidamente resucitada por los cosmólogos como deus ex machina para sacarlos de sus apuros. La constante de Hubble mide la expansión del universo, indicando la velocidad de recesión de cualquier galaxia lejana en función de su distancia. Hubble se equivocó en su cálculo y la estimó en 500 kilómetros por segundo por cada megaparsec de distancia. Aceptando ese valor, el modelo de Einstein-DeSitter nos da una edad del universo de unos 1.200 millones de años, en contradicción flagrante con la edad de la Tierra, estimada (por la radiactividad de las rocas) en unos 4.600 millones de años. En los años treinta y cuarenta, cosmólogos como Eddington, Lemaître, Gamow y Tolman trataron de solucionar la discrepancia reintroduciendo una constante cosmológica positiva en sus modelos, lo que permite que la edad del universo sea superior al tiempo de Hubble. Esta solución de pacotilla (que Einstein siempre rechazó) fue retirada de nuevo, cuando se comprobó que el problema se debía a un error en el cálculo de la constante de Hubble.

En los primeros años noventa, el modelo cosmológico inflacionario, que estaba de moda, predecía un universo plano, con el parámetro de densidad omega = 1. Pero las mediciones empíricas daban un valor de omega de sólo 0,2 y, por tanto, indicaban que el universo es abierto. De nuevo se resucitó la constante cosmológica para suministrar el 0,8 de densidad que faltaba para obtener un omega = 1, conforme al deseo inflacionario. Y de nuevo se dejó caer por los propios inflacionistas, que acabaron rehaciendo sus modelos en versión abierta.

Aunque podemos medir bien la velocidad de recesión de las galaxias lejanas, apenas sabemos medir sus distancias. La mejor esperanza la ofrecen ahora las supernovas de tipo Ia, un millón de veces más luminosas que las cefeidas y visibles desde mil veces más lejos. A principios de 1998, dos equipos (dirigidos por Perlmutter y Schmidt) de observadores de supernovas anunciaron sus resultados, algunos de los cuales podían interpretarse como que las galaxias más lejanas (y, por tanto, más jóvenes) se alejan más despacio de lo esperado, lo cual podría indicar que la expansión del universo no se estaría decelerando (frenada por la gravedad), sino acelerando. La reacción más prudente es la de buscar errores sistemáticos en las estimaciones. La más alegre ha consistido en resucitar otra vez la constante cosmológica, cuya fuerza repulsiva aceleraría la expansión.

¿Es la constante cosmológica algo más que un fantasma recurrente? Hacia 1968, Zel"dovich propuso pasar el término cosmológico a la derecha de la ecuación de Einstein, con lo que aparece como una contribución al tensor de energía, interpretable como la energía del vacío. Según la teoría cuántica de campos, el vacío tiene una enorme energía. El problema es que esa energía no se detecta experimentalmente. La discrepancia entre la cota superior que los experimentos imponen a su valor y las predicciones teóricas es tremenda, de 120 órdenes de magnitud. Los físicos de partículas no entienden lo que pasa. El espectro de la constante cosmológica recorre la física y nos recuerda hasta qué punto nuestra ciencia más avanzada está cogida con alfileres.