PARTE V · Astronomía y cosmología
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Energía oscura, destino cósmico y límites del conocimiento
Lo que la expansión permite inferir y lo que no determina
En este capítulo
Una supernova lejana puede llegar más tenue de lo esperado porque está más lejos, porque su luz ha sido atenuada o porque su luminosidad no era la supuesta. La aceleración cósmica no se observa, por tanto, como se ve acelerar un vehículo. Se infiere al comparar una población de señales, corregir efectos conocidos y preguntar qué historia de expansión explica conjuntamente sus distancias y corrimientos al rojo. Esa diferencia entre observación y conclusión organiza tanto el descubrimiento como las dudas que siguen abiertas.
Los análisis de supernovas publicados por los equipos de Adam Riess en 1998 y Saul Perlmutter en 1999 proporcionaron evidencia de una expansión acelerada dentro del marco cosmológico considerado. La conclusión surgió del patrón de muchas observaciones y de la evaluación de alternativas, no de que una sola explosión fuera débil. (Adam G. Riess y colaboradores, 1998, Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Constant) (Saul Perlmutter y colaboradores, 1999, Measurements of Omega and Lambda from 42 High-Redshift Supernovae)
El capítulo anterior reconstruyó un pasado caliente apoyado por expansión, radiación y abundancias. Ahora la pregunta es otra: ¿qué podemos inferir sobre el componente que modifica la expansión tardía, y cuánto de esa inferencia permite hablar del futuro? La respuesta exige distinguir tres niveles: la historia que describen los datos, el modelo que la explica y la prolongación de ese modelo fuera del intervalo observado.
46.1. Leer aceleración en una relación de distancias#
Las supernovas de tipo Ia no tienen exactamente la misma luminosidad. Pueden estandarizarse: se utilizan relaciones observadas entre brillo, forma de la curva de luz y color para reducir su dispersión y estimar luminosidades comparables. Con una calibración absoluta se obtiene una escala de distancias; sin ella todavía puede reconstruirse parte de la forma relativa de la relación entre distancia y corrimiento al rojo. El análisis de la escalera de distancias distingue estas funciones en vez de tratar toda supernova como una bombilla idéntica. (Adam G. Riess y colaboradores, 2022, A Comprehensive Measurement of the Local Value of the Hubble Constant with 1 km/s/Mpc Uncertainty from the Hubble Space Telescope and the SH0ES Team)
El corrimiento al rojo informa de la relación entre factores de escala de emisión y recepción. La distancia de luminosidad se infiere del flujo observado y de la luminosidad estimada. Para enlazar ambas cantidades hay que integrar cómo se expandió el universo mientras viajaba la luz. Por eso supernovas en distintos intervalos de corrimiento al rojo restringen historias de expansión diferentes. No miden cada una una aceleración instantánea. (David W. Hogg, 1999; revisión de 2000, Distance measures in cosmology)
Una atenuación no modelada podría desplazar brillos; una selección que favoreciera objetos luminosos podría alterar la población; una calibración de color incorrecta podría introducir tendencias. La respuesta metodológica no consiste en ignorar esas posibilidades, sino en comprobar qué otros efectos producirían. El polvo ordinario modifica el color de una manera característica; los cambios de población pueden buscarse comparando ambientes; calibraciones instrumentales se contrastan con patrones y observaciones repetidas. Ninguna comprobación aislada elimina todas las alternativas.
Conviene separar también la aceleración del factor de escala de la evolución de la tasa de Hubble. Si
Ejemplo construido. En una historia matemática

Clave de lectura. Conocer el tamaño relativo y su cambio instantáneo no fija toda la historia. La figura separa funciones matemáticas: la tasa fraccionaria H es la pendiente dividida por el factor de escala, no la curvatura.
46.2. Por qué la presión aparece en la gravedad cósmica#
En relatividad general, la evolución geométrica no depende sólo de una cantidad de masa. También intervienen flujos de energía y tensiones, entre ellas la presión. Para un universo homogéneo e isótropo descrito por componentes fluidas, la relación de aceleración puede escribirse
Aquí
La ecuación representa el comportamiento medio bajo esos supuestos, no el movimiento de cada estrella. Con densidad positiva y presión pequeña, el paréntesis es positivo y la contribución frena la expansión. Una presión suficientemente negativa puede cambiar su signo y producir aceleración. Esto no describe un viento que empuje galaxias desde fuera ni una diferencia de presión entre dos lados del universo. Una presión homogénea no necesita tener un gradiente espacial para intervenir en la evolución de la geometría.
Se resume la relación entre presión y densidad de una componente mediante un número adimensional:
El parámetro
Esta es la función explicativa de energía oscura en el modelo: designar una contribución capaz de describir la aceleración tardía con propiedades diferentes de las de la materia ordinaria. No es sinónimo de materia oscura. La materia oscura del capítulo 44 contribuye a la agrupación gravitatoria; la energía oscura, en la descripción más sencilla, permanece aproximadamente uniforme y altera la evolución de fondo.
46.3. Una constante que funciona sin explicar su origen#
La opción más simple es una constante cosmológica positiva, representada por la letra griega
Ejemplo construido. Compárense dos volúmenes comóviles en épocas en que el factor de escala difiere por un factor dos. El volumen físico del segundo es ocho veces mayor. Si conserva el mismo número de partículas no relativistas, su densidad media de materia es ocho veces menor. Una densidad asociada a una constante cosmológica no disminuye de ese modo; su proporción respecto de la materia se multiplica por ocho. El ejemplo explica una transición de dominio, no fija cuándo ocurrió en el universo observado.
Se denomina ΛCDM al modelo que combina esa constante con materia oscura fría, además de materia ordinaria, radiación y otros componentes pertinentes. «Fría» significa que los movimientos de la materia oscura no borraban, por propagación libre, las estructuras de interés; no especifica una temperatura cotidiana ni identifica su partícula. El modelo necesita además condiciones iniciales y parámetros cuantitativos que se ajustan a observaciones. (Colaboración Planck, 2020, Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters)
Un buen ajuste no responde automáticamente por qué existe una densidad constante de esa magnitud. La relación posible con la energía del vacío conduce a un problema teórico: las contribuciones esperadas en descripciones de campos cuánticos no proporcionan por sí solas una explicación satisfactoria del pequeño valor cosmológico inferido. El nombre «energía del vacío» tampoco significa un recurso disponible para extraer trabajo sin restricciones. (Sean M. Carroll, 2001, The Cosmological Constant)
Las alternativas incluyen componentes dinámicas cuya densidad y presión cambian, o modificaciones de la descripción gravitatoria a grandes escalas. Para que una alternativa sea física y no sólo una curva flexible, debe especificar cómo evoluciona, qué perturbaciones admite y qué otras observaciones modifica. Reproducir distancias sin conservar el éxito en el fondo de microondas o en el crecimiento de estructura no basta.
El problema puede expresarse sin elegir prematuramente una explicación: una constante constituye un modelo de referencia preciso; su origen microscópico no queda identificado por medir sus efectos; una desviación observacional robusta obligaría a revisar esa referencia. Son tres afirmaciones compatibles, no tres grados de confianza intercambiables.
46.4. Qué se combina al estimar los parámetros#
Los parámetros cosmológicos no son un inventario obtenido pesando separadamente cada componente del universo. Se infieren al comparar observaciones con predicciones. La densidad de materia, la curvatura, la tasa de expansión y las propiedades de la energía oscura pueden compensarse parcialmente: distintas combinaciones producen señales parecidas dentro de un intervalo. Ese parecido se llama degeneración de parámetros. Otras observaciones son útiles cuando rompen la compensación, no simplemente porque añadan más puntos del mismo tipo. (Colaboración Planck, 2020, Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters)
Las supernovas restringen distancias relativas y, con calibración, su escala. La distribución de galaxias conserva una escala estadística asociada a las ondas del plasma temprano: las oscilaciones acústicas bariónicas. No son anillos visibles alrededor de cada galaxia, sino una preferencia pequeña en las separaciones de grandes conjuntos. Comparar esa escala en dirección transversal y radial permite relacionar ángulos y diferencias de corrimiento al rojo con geometría e historia de expansión. Los análisis de DESI utilizan esta información y declaran qué otras observaciones incorporan. (Lawrence Berkeley National Laboratory, 2025-03-19, New DESI Results Strengthen Hints That Dark Energy May Evolve)
La regla acústica necesita calibración física. El fondo de microondas restringe las condiciones tempranas que determinan su longitud; por ello un resultado que combine ambos conserva parte de esa dependencia. Alterar la física anterior a la recombinación puede modificar la regla, no sólo cambiar un parámetro tardío. De modo análogo, dos escalas de supernovas que compartan los mismos patrones fotométricos pueden compartir errores aunque sus equipos sean diferentes.
Las lentes gravitacionales y los movimientos aportan otra clase de contraste: cuánto se agrupa la materia además de cómo se relacionan distancias. Debe modelarse cómo galaxias trazan masa, cómo se alinean sus formas y cómo los procesos del gas alteran escalas pequeñas. Comparar geometría con crecimiento de estructura ayuda a poner a prueba una explicación gravitatoria, pero no convierte esas señales en mediciones libres de supuestos. El análisis cosmológico de Planck contrasta explícitamente resultados internos y externos. (Colaboración Planck, 2020, Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters)
Un ajuste más flexible casi siempre puede mejorar alguna discrepancia. La pregunta científica es si la mejora justifica la libertad añadida y sobrevive a nuevos datos. Hay que distinguir un parámetro requerido por observaciones de un parámetro que sólo absorbe ruido o errores no modelados. Esa distinción exige comprobar predicciones que no se utilizaron para elegir o calibrar la propuesta.

Clave de lectura. La concordancia es más informativa cuando los sesgos y calibraciones difieren. Un acuerdo entre dos análisis que comparten la misma regla física no constituye dos comprobaciones independientes de esa regla.
46.5. La tensión de Hubble como problema de inferencia#
La tasa de expansión en la época presente se representa por
Dos resultados fechados ilustran por qué se habla de tensión de Hubble. No son un promedio actualizado de todos los métodos ni se presentan como las últimas cifras disponibles: son referencias bien especificadas para comparar cadenas de inferencia.
Tabla 46.1 — Dos estimaciones publicadas de la misma tasa presente
Desliza horizontalmente para ver la tabla completa.
| Análisis y publicación | Valor de |
Cadena principal |
|---|---|---|
| Planck, 2020 | Fondo de microondas interpretado con el modelo ΛCDM de base. (Colaboración Planck, 2020, Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters) | |
| Equipo SH0ES, 2022 | Calibración geométrica, cefeidas y supernovas de tipo Ia. (Adam G. Riess y colaboradores, 2022, A Comprehensive Measurement of the Local Value of the Hubble Constant with 1 km/s/Mpc Uncertainty from the Hubble Space Telescope and the SH0ES Team) |
Las incertidumbres resumidas corresponden a las convenciones de los análisis citados, aproximadamente de una desviación estándar. El desacuerdo excede lo que esas barras, tomadas con sus supuestos, harían esperar. No se explica diciendo que un método mide el universo antiguo y el otro el actual: ambos valores de la tabla se refieren a
En la ruta temprana importan la física del plasma, las especies que contribuyen a la energía y la forma del modelo cosmológico. En la ruta cercana importan las calibraciones de distancia y luminosidad, la contaminación por estrellas vecinas, el tratamiento del polvo y las diferencias de población, entre otros factores. Estos elementos no constituyen una explicación demostrada del desacuerdo por el mero hecho de enumerarlos.
Una nueva propuesta debe mejorar la comparación completa. Cambiar la regla acústica para elevar la tasa inferida puede alterar las abundancias primordiales o el patrón del fondo. Cambiar una calibración local puede afectar otras distancias. El problema no se resuelve escogiendo el valor preferido, promediando resultados incompatibles sin investigar su origen, ni suponiendo que la incertidumbre pequeña garantiza ausencia de sesgos.
También conviene separar esta tensión de la pregunta sobre evolución de la energía oscura. Algunos modelos relacionan ambas, pero una indicación de
46.6. Indicios de evolución: qué cambió entre análisis#
Una constante cosmológica fija
El 19 de marzo de 2025, la comunicación de resultados de DESI informó de indicios reforzados de energía oscura evolutiva al combinar sus mediciones con otras observaciones. La fuerza de la preferencia dependía de la combinación de datos. La propia formulación como indicios, y no como identificación concluyente de una nueva componente, es sustantiva: la elección de supernovas y de información complementaria influye en la inferencia. (Lawrence Berkeley National Laboratory, 2025-03-19, New DESI Results Strengthen Hints That Dark Energy May Evolve)
El panorama no puede congelarse en ese anuncio. Una comunicación de DESI del 30 de julio de 2026 explicó que información adicional del bosque Lyman-alfa desplazaba valores centrales hacia ΛCDM. El bosque es el conjunto de absorciones producidas por hidrógeno intergaláctico en espectros de fuentes de fondo; sus correlaciones proporcionan información geométrica a corrimientos al rojo elevados. (Wynne Turner / Colaboración DESI, 2026-07-30, New DESI DR2 Lyman-alpha Results Shed Light on Dark Energy)
El trabajo técnico, depositado el 29 de julio y actualizado en su versión 3 el 4 de agosto de 2026, combinó información de la forma de esas correlaciones con la señal acústica. Dentro de la parametrización evolutiva
Acercar valores centrales a la constante y conservar una preferencia moderada por un modelo más flexible no es contradictorio. La posición de la mejor combinación, el tamaño y la forma de las incertidumbres, y la comparación entre modelos son aspectos distintos. Tampoco esas cifras son la probabilidad de que la energía oscura evolucione: una significación expresada en desviaciones estándar depende de la hipótesis, del análisis y del tratamiento estadístico.
El estado que permiten describir estos resultados al cierre del 28 de septiembre de 2026 es un contraste abierto entre modelos, con indicios dependientes de datos y supuestos, no una demostración de que la constante cosmológica haya quedado descartada. La prueba decisiva requiere consistencia entre observables, calibraciones alternativas y predicciones nuevas. Una discrepancia que cambia al modificar una selección merece investigación, no convertirse de inmediato en una nueva ley.
46.7. Del pasado observado a los futuros condicionales#
Predecir el futuro requiere una ley de evolución, no sólo conocer un valor presente. Si una constante positiva domina y permanece constante, el modelo conduce a expansión acelerada continuada. Las regiones no ligadas se separan cada vez más; ello no obliga a que átomos, sistemas planetarios o galaxias ya ligadas aumenten de tamaño con el factor de escala. Su dinámica local sigue siendo un problema distinto del crecimiento de separaciones cosmológicas. (Sean M. Carroll, 2001, The Cosmological Constant) (Tamara M. Davis y Charles H. Lineweaver, 2004, Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the Universe)
Las estrellas consumen reservas capaces de sostener su luminosidad y el gas disponible cambia con la evolución de las poblaciones. A escalas largas, describir un agotamiento de fuentes accesibles de trabajo no significa que desaparezca toda energía. Lo relevante son diferencias de temperatura y otras formas de energía aprovechable, además de las condiciones para intercambiarla. La expresión muerte térmica designa un escenario termodinámico, no un apagado simultáneo ni una afirmación de que cada región se enfríe monótonamente: el colapso gravitatorio puede calentar regiones locales.
Una componente positiva con
Otras leyes futuras podrían debilitar la aceleración o permitir una contracción. Por eso la geometría espacial, tomada sola, no determina el destino cuando se admiten componentes con evolución diferente. La regla intuitiva «curvatura positiva implica recolapso» requiere supuestos sobre el contenido y ya no es una conclusión general. (Sean M. Carroll, 2001, The Cosmological Constant)
Estos escenarios no deben presentarse como opciones con igual probabilidad. Algunos prolongan el modelo de referencia; otros añaden comportamientos todavía no establecidos. Su valor es mostrar qué condición produce qué consecuencia y dónde deja de llegar la evidencia. No existe justificación para asignar una cuenta atrás a partir de una preferencia estadística provisional.

Clave de lectura. Las ramas comparan consecuencias de supuestos, no destinos equiprobables. Una medición de la historia pasada no garantiza que un parámetro efectivo permanezca constante indefinidamente.
46.8. Qué límites pueden reducirse y cuáles son estructurales#
Una incertidumbre instrumental puede disminuir con mejor calibración. Una degeneración entre modelos puede romperse incorporando un observable diferente. La imposibilidad de recibir una señal que nunca podrá alcanzarnos es otro tipo de límite. Agruparlos todos bajo «todavía no sabemos» oculta qué trabajo podría cambiar cada situación.
El horizonte de partículas delimita las regiones de las que pudo llegarnos una señal desde el pasado disponible en el modelo. Un horizonte cosmológico de sucesos, cuando existe, delimita qué señales emitidas ahora podrán alcanzarnos alguna vez. El primero depende de la historia pasada; el segundo, de toda la evolución futura. Ninguno debe confundirse automáticamente con la distancia de Hubble
La luz conserva localmente la velocidad
Existe además una limitación de muestreo. Sólo observamos una realización del campo cosmológico dentro de nuestro volumen accesible. En escalas muy grandes hay pocas regiones independientes con las que estimar una propiedad estadística. Esa dispersión por disponer de una muestra finita se denomina varianza cósmica. Reducir ruido instrumental no fabrica nuevas realizaciones independientes de todo el cielo. Sí puede mejorar otras escalas, separar componentes y combinar trazadores, por lo que no constituye una prohibición general de progresar.
Por último, distintos mecanismos pueden producir señales casi indistinguibles en el intervalo medido. La respuesta no es tratarlos como igualmente ciertos. Se comparan su capacidad de explicar observaciones, sus supuestos y sus consecuencias contrastables. Una propuesta que no añade una diferencia observable puede tener interés matemático, pero no adquiere confirmación empírica por ese interés.
El recorrido astronómico termina así donde comenzó: ante señales limitadas que permiten inferencias más amplias que ellas mismas. Una absorción revela condiciones de gas lejano; una curva de luz restringe distancias; un patrón estadístico pone a prueba la historia del espacio. El conocimiento sólido consiste en hacer explícitos esos pasos y en conservar la diferencia entre lo que la señal exige, lo que un modelo organiza y lo que sigue abierto.
Preguntas de transferencia#
Una población más tenue#
Ejemplo construido. Un sondeo encuentra que ciertas supernovas lejanas son sistemáticamente más tenues que las cercanas después de una corrección inicial. ¿Ha medido por sí solo aceleración cósmica?
Respuesta razonada. No. Ha medido una diferencia de flujos corregidos cuya interpretación requiere luminosidades comparables, calibración y tratamiento de selección y atenuación. Debe comprobar la relación completa con el corrimiento al rojo y comparar modelos de expansión, además de alternativas que modifiquen los brillos. Una explicación cosmológica gana fuerza si también concuerda con pruebas que no dependen de la misma luminosidad; la palabra «sistemáticamente» no identifica la causa.
Dos números precisos que no coinciden#
Ejemplo construido. Dos cadenas independientes en parte estiman la misma tasa presente con barras de error pequeñas y valores separados. Se propone publicar el punto medio con un error todavía menor. ¿Qué se pierde?
Respuesta razonada. El promedio puede ocultar que las hipótesis necesarias para combinar los resultados no se cumplen. Primero deben examinarse covarianzas, calibraciones y dependencia del modelo. Los métodos podrían compartir un sesgo, tener errores no contabilizados o responder de manera distinta a física omitida. La discrepancia es información sobre el sistema de inferencia, no una molestia que desaparezca al reducirla a un número intermedio.
Una medición no es una eternidad#
Ejemplo construido. Un ajuste favorece
Respuesta razonada. Se ha prolongado una relación efectiva hacia un futuro no observado, suponiendo que persiste y que el modelo conserva su validez. Una componente puede cambiar de comportamiento; una parametrización puede dejar de representar una teoría física fuera del intervalo ajustado; el indicio mismo puede variar al revisar datos. El escenario de divergencia exige condiciones sobre toda esa evolución, no sólo el signo de una estimación temporalmente limitada.
Dos reglas con el mismo origen#
Ejemplo construido. Dos análisis de galaxias usan la misma longitud acústica calibrada mediante el mismo modelo del plasma temprano. Sus distancias concuerdan. ¿Han comprobado dos veces de forma independiente esa calibración?
Respuesta razonada. Han contrastado aspectos de sus datos y de su tratamiento, pero conservan un supuesto compartido. Una modificación de la longitud física adoptada podría desplazar ambos resultados de manera coherente. Para evaluar esa calibración hace falta información que la determine por otra vía o que compruebe las condiciones físicas de las que depende. Independencia de catálogos, de equipos y de hipótesis son propiedades distintas.
Fuentes y lecturas del capítulo#
Adam G. Riess y colaboradores. Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Constant (1998). Artículo original que compara distancias de supernovas con modelos de expansión e investiga posibles efectos sistemáticos. (Fuente directa)
Saul Perlmutter y colaboradores. Measurements of Omega and Lambda from 42 High-Redshift Supernovae (1999). Análisis original del Supernova Cosmology Project, publicado en The Astrophysical Journal en 1999, sobre historia de expansión y parámetros cosmológicos. (Fuente directa)
Adam G. Riess y colaboradores. A Comprehensive Measurement of the Local Value of the Hubble Constant with 1 km/s/Mpc Uncertainty from the Hubble Space Telescope and the SH0ES Team (2022). Expone la calibración geométrica de cefeidas, supernovas de tipo Ia y errores sistemáticos; versión de autor vinculada al artículo publicado. (Fuente directa)
David W. Hogg. Distance measures in cosmology (1999; revisión de 2000). Nota técnica y pedagógica del autor, no artículo revisado por pares; explicita las distintas definiciones de distancia y sus relaciones. (Fuente directa)
Sean M. Carroll. The Cosmological Constant (2001). Revisión publicada en Living Reviews in Relativity que desarrolla las ecuaciones cosmológicas, la presión del vacío y los límites de interpretar la constante cosmológica. Se usa para fundamentos, no para valores observacionales vigentes. (Fuente directa)
Colaboración Planck. Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters (2020). Resultados cosmológicos de Planck publicados en Astronomy & Astrophysics en 2020; explicita la dependencia de los parámetros respecto del modelo. (Fuente directa)
Lawrence Berkeley National Laboratory. New DESI Results Strengthen Hints That Dark Energy May Evolve (2025-03-19). Comunicación institucional del resultado de 2025; precisa que se trata de indicios dependientes de combinaciones de datos. (Fuente directa)
Wynne Turner / Colaboración DESI. New DESI DR2 Lyman-alpha Results Shed Light on Dark Energy (2026-07-30). Presenta el análisis de julio de 2026 del bosque Lyman-alfa, cuyo valor central se desplaza hacia ΛCDM; enlaza los trabajos técnicos. (Fuente directa)
Colaboración DESI. DESI DR2 Results IV: Alcock-Paczyński Measurements from the Lyman Alpha Forest and Cosmological Constraints (2026; arXiv:2607.27410v3, 4 de agosto de 2026). Prepublicación sobre el análisis de forma completa del bosque Lyman-alfa; las preferencias estadísticas citadas corresponden a la parametrización
Tamara M. Davis y Charles H. Lineweaver. Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the Universe (2004). Análisis de la diferencia entre horizonte de partículas, horizonte de sucesos y esfera de Hubble, publicado en Publications of the Astronomical Society of Australia. (Fuente directa)
Robert R. Caldwell, Marc Kamionkowski y Nevin N. Weinberg. Phantom Energy and Cosmic Doomsday (2003). Trabajo teórico sobre consecuencias de una componente con presión suficientemente negativa; sus escenarios se presentan como condicionales, no como destino observado. (Fuente directa)