¿Cuáles son algunos problemas no resueltos en cosmología?

La cosmología, el estudio del universo, está plagada de numerosos problemas no resueltos. Históricamente, estos problemas no resueltos provocaron nuevos desarrollos en física que revolucionaron el campo, pero en el último medio siglo, los cosmólogos han estado descubriendo nuevos problemas y proporcionando menos soluciones correspondientes. Encontrar las soluciones a estos problemas puede requerir un pensamiento radicalmente nuevo, y más tolerancia hacia la contratación de doctorados inclinados a perseguir sus propias ideas en lugar de simplemente seguir las de los científicos superiores.

Uno de los problemas más conspicuos en cosmología es la constante cosmológica, que gobierna la expansión del universo, también conocida como energía oscura. Una parte sustancial, alrededor del 60%, de la energía de masa en el universo está en una forma de energía misteriosa que está empujando el cosmos a un ritmo acelerado. ¿Qué es esta energía y de dónde viene? Los cosmólogos no tienen una idea real.

Aunque se le da un nombre similar, hay otro problema en la cosmología, la llamada materia oscura, que en realidad no está relacionada con la energía oscura, excepto en la medida en que implican cosas que no entendemos. Alrededor del 90% de la masa en el universo está en una forma de materia aparentemente invisible que llamamos materia oscura. Esta materia oscura solo se puede medir por la fuerza gravitatoria que tiene sobre los objetos que la rodean, y todas las galaxias que observamos contienen grandes halos, que a menudo se extienden por cientos de miles de años luz más allá del borde de la materia luminosa. ¿Es esta materia oscura materia real, como partículas masivas que interactúan débilmente (WIMP), o tal vez es solo un artefacto de observación causado por una teoría de la gravedad inadecuada? A cualquier cosmólogo que se dé cuenta de esto se le garantizaría prácticamente un Premio Nobel, pero ninguno ha tenido éxito.

Otro misterio es por qué hay tanta más materia que antimateria en el universo. Según las teorías físicas, estas formas de materia son esencialmente equivalentes, pero la materia convencional se observa en abundancias mucho mayores que la antimateria. ¿Hubo una gran cantidad de ambos tipos en el universo primitivo, y en su mayoría se aniquilaron entre sí para dejar el asunto de hoy? ¿O hubo un asunto mucho más convencional desde el principio? Si eres cosmólogo, este es el tipo de cosa que te mantiene despierto por la noche.

Algunas de las respuestas a las preguntas anteriores pueden derivarse del principio antrópico: la idea de que los valores observados eran muy diferentes, el universo sería hostil a la vida y, por lo tanto, no habría cosmólogos que hicieran estas preguntas. Pero otros ven el principio antrópico como una evasión, porque ofrece una explicación conveniente para prácticamente cualquier cosa que queramos. Existen muchos otros problemas no resueltos en cosmología, que tienen que ver con la generación de masa para neutrinos, la cuestión de la entropía en el pasado distante y las condiciones del universo inmediatamente después del Big Bang. Si quieres aprender más, ve a leer un libro sobre el tema por un cosmólogo respetado.