Científicos coreanos refutan de nuevo a los laureados con el Nobel sobre la aceleración cósmica

Una segunda oportunidad con el cosmos

Dos meses después de que un equipo liderado por físicos laureados con el Nobel contestaran con firmeza el desafío coreano al modelo estándar de la cosmología, los investigadores de la Universidad Yonsei volvieron a responder. Su último artículo, publicado el 27 de julio en las Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, no solo defiende su reclamo anterior: sostiene que la refutación contiene dos errores analíticos, ambos sutiles y ambos lo suficientemente relevantes como para desplazar la fuerza inferida de la aceleración cósmica en una cantidad que los autores califican de «no despreciable».

Lo que hace notar esto no es solo la ciencia. Es la rareza de que un grupo de investigación no occidental se enfrente directamente, dos veces y en el transcurso de meses, a un grupo de laureados con el Nobel dentro de la misma revista. El modelo estándar de la cosmología —que sostiene que el universo se expande a un ritmo acelerado impulsado por la energía oscura— está tan cerca de ser una doctrina establecida como lo está la física. Y quienes ganaron el Premio Nobel de 2011 por ese descubrimiento ahora lo están defendiendo por escrito contra investigadores radicados en Seúl.

Para Lee Young-wook, la disputa no se trata de ego. Se trata de lo que él describe como un «punto ciego sistemático» en la forma en que se construyen las muestras de supernovas. Si ese punto ciego es real, las implicaciones van mucho más allá de un solo artículo. Si no lo es, el equipo de Yonsei aún así obligó a una conversación que la comunidad cosmológica quizás habría preferido mantener dormida.

La disputa en términos claros

Lo que está en juego es la interpretación de las supernovas de tipo Ia: estrellas que explotan y cuya luminosidad se emplea como una vela estándar para medir distancias cósmicas. Durante décadas, los astrónomos asumieron que su brillo pico no variaba significativamente con la edad. El equipo de Yonsei, liderado por el profesor Lee Young-wook del Centro de Investigación de Evolución Galáctica, argumentó el año pasado que ese supuesto es erróneo. Cuando se tienen en cuenta las sutiles diferencias de brillo que acompañan a la edad de la supernova, descubrieron, los datos ya no exigen aceleración cósmica. El universo podría estar desacelerando. La energía oscura, según su criterio, se debilita con el tiempo.

Ese artículo llegó a MNRAS. También lo hizo una refutación de junio de un equipo de la Universidad de Southampton que incluía a los laureados con el Nobel Adam Riess y Brian Schmidt. Su contraargumento era sencillo: la correlación entre el brillo de la supernova y su edad es más débil de lo que el equipo de Yonsei afirmaba, y la corrección necesaria es demasiado pequeña como para revertir la conclusión de aceleración. El universo sigue acelerándose. La energía oscura perdura.

Lo que siguió fue inusualmente visible. En cosmología, los desacuerdos normalmente se resuelven en revisión por pares cerrada o se absorben en metaanálisis más amplios. Este fue público, punzante y rápido. En cuestión de semanas, la comunidad coreana de astronomía se reunió alrededor del artículo de Yonsei, y varios grupos independientes publicaron comunicaciones breves cuestionando aspectos de la refutación de Southampton sin necesariamente respaldar cada reclamo del equipo de Lee.

Dos errores, según Yonsei

En su contrarrefutación, el equipo de Yonsei identificó dos cuestiones específicas en el análisis de Southampton. La primera involucra el rango de desplazamiento al rojo. El equipo del Reino Unido agrupó supernovas a través de un rango excesivamente amplio de corrimientos al rojo en una sola muestra. Dado que el desplazamiento al rojo se correlaciona tanto con la distancia como con el tiempo de observación, esa agregación diluyó la fuerza aparente de la relación entre edad y brillo. El equipo de Yonsei sostiene que la corrección debería ser mayor, no menor, una vez que se tenga en cuenta esa mezcla.

El segundo error es más técnico pero igualmente trascendental. Los investigadores señalan que, cuando la variación de edad en una muestra es estrecha, la pendiente medida de la relación entre brillo y edad se empina en realidad: una relación inversa que el análisis de Southampton no tomó en cuenta. Al tratar estos dos efectos de forma independiente en lugar de de manera conjunta, la corrección del equipo del Reino Unido se subestimó sistemáticamente.

Puestas juntas, sostiene el equipo de Yonsei, su conclusión original se mantiene: la evidencia observacional de la expansión acelerada no es tan sólida como asume el modelo estándar. Lee declaró a los reporteros después de la publicación del artículo que los dos errores se compensan parcialmente en un régimen pero se amplifican entre sí en otro, y que el efecto neto depende grandemente de cómo se pondera la muestra de supernovas. «El análisis estándar no es erróneo», dijo. «Pero es incompleto, y la incompletitud, en este caso, parece mucho parecido al sesgo.»

Por qué esto importa más allá de la revista

Las apuestas son cosmológicas, pero también institucionales. La astronomía coreana ha ido construyendo capacidades serias durante las últimas dos décadas, pero rara vez se encuentra en contienda directa con los arquitectos del modelo estándar. No se trata de un artículo marginal enterrado en una revista oscura. MNRAS es una publicación líder revisada por pares, y los autores —Lee y su equipo— están afiliados a una de las universidades de investigación más prominentes de Corea.

También existe una señal independiente que da crédito a los escépticos. El profesor Lee señala las mediciones de oscilaciones acústicas de bariones del instrumento Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), las cuales han mostrado indicios de energía oscura evolutiva: un resultado que sería incompatible con la constante cosmológica pero consistente con el marco del equipo de Yonsei. Si esos resultados de DESI resisten mayor escrutinio aún está sin resolverse, pero suman peso al argumento de que el modelo estándar necesita ser reexaminado. Varios cosmolólogos ajenos a la disputa inmediata han señalado que la indicación de DESI, si se confirma, representaría el primer alejamiento claro del modelo Lambda-CDM en décadas.

La dimensión institucional importa porque el consenso científico no se autocorrige a la velocidad de la verdad. Los fondos fluyen hacia paradigmas establecidos. Los estudiantes de posgrado eligen temas de tesis que probablemente produzcan resultados dentro de marcos estándar. Un desafío a la energía oscura como constante cosmológica no solo pide un cálculo: pide que todo un campo reconsidere lo que creía saber. Ese tipo de fricción es lenta, desordenada y, a menudo, incómoda para todos los involucrados.

Qué sigue

El equipo de Yonsei ya está ejecutando pruebas adicionales, comparando solo supernovas de edades similares en todo el rango de corrimiento al rojo, con el fin de eliminar los mismos factores de confusión que acusan al equipo de Southampton de introducir. Los resultados preliminares, presentados en un seminario virtual en agosto, sugieren que, cuando la edad se mantiene constante, la corrección por edad-brillo resulta más difícil de detectar: lo cual brinda cierto apoyo a la crítica de Southampton pero también refuerza el argumento de Lee sobre la selección de muestras.

La verdadera recompensa, sin embargo, llegará desde el Observatorio Vera C. Rubin, que inició su encuesta sinóptica quinquenal en junio pasado. Con su enorme cámara digital captando el cielo de forma repetida, Rubin producirá una muestra de supernovas de tipo Ia un orden de magnitud mayor que la disponible actualmente —supernovas jóvenes y antiguas, a través de una cobertura de corrimiento al rojo sin precedentes—. Los datos de Rubin permitirán a los astrónomos separar el efecto de edad del efecto de desplazamiento al rojo de manera limpia, algo que ningún conjunto de datos existente puede hacer. Esa capacidad por sí sola podría resolver el estancamiento actual, o profundizarlo.

Si las correcciones del equipo de Yonsei resisten con esos datos, las implicaciones son serias. La energía oscura no sería una simple constante cosmológica. La aceleración que creemos haber medido podría ser en parte un artefacto de cómo calibramos nuestra escalera de distancias. Una revisión de esa magnitud generaría ondas en todos los modelos de evolución cósmica, desde el universo temprano hasta el futuro lejano. Obligaría a una rendición de cuentas respecto de la ecuación de estado de la energía oscura, actualmente fijada en negativo uno, y reabriría preguntas que el Premio Nobel de 2011 pretendía cerrar.

Si las refutaciones resisten, el modelo estándar persiste con solo ajustes menores: y el debate termina donde comenzó, en una nota al pie más que en un cambio de manual.

El contexto más amplio

Esta disputa no existe aislada. La tensión de Hubble —el desfase persistente entre las mediciones del universo temprano y las del universo tardío de la tasa de expansión— ya ha fisurado los cimientos del Lambda-CDM. Los resultados de DESI sobre energía oscura evolutiva suman otra fisura. El intercambio Yonsei-Southampton añade una tercera. Ninguna de estas, por sí sola, es fatal para el modelo estándar. Juntas sugieren que el modelo puede estar acercándose a los límites de su poder explicativo, tal como ocurrió con el éter antes de la relatividad, o con los epiciclos planetarios antes de Kepler.

Esa analogía es provocadora e imperfecta, pero capta el ánimo entre algunos cosmológicos que prefieren no decirlo en público. El campo es amplio, está bien financiado y es generalmente confiado. La confianza es saludable. Pero la confianza sin desafío se vuelve dogma, y el dogma sin datos es solo religión con ecuaciones.

Lo que viene después

Por ahora, la senda de los manuscritos cuenta la historia: tres artículos en MNRAS, dos equipos, una pregunta sin resolver sobre si el universo realmente está haciendo lo que creíamos que hacía. Eso es inusual. Pero también es exactamente cómo funciona la ciencia cuando los datos no son tan limpios como la teoría gustaría que fueran.

Lo que viene después depende de Rubin. Depende de si las indicaciones de DESI se solidifican o se desvanecen. Depende de si los argumentos metodológicos del equipo de Yonsei resisten bajo replicación independiente —lo cual ya está en marcha en varias instituciones, incluyendo grupos en Japón y Alemania—. Depende de si la comunidad cosmológica puede absorber un desafío significativo a su narrativa central sin rechazarlo de forma refleja ni inflarlo más allá de lo que el evidencia sustenta.

Y depende de si los científicos en Seúl, Southampton y en cualquier punto intermedio pueden seguir haciendo trabajo sin permitir que el drama eclipsa a los datos.

El universo seguirá expandiéndose sin importar quién gane este argumento. La pregunta es si lo estamos midiendo correctamente.