La naturaleza aborrece un vacío, dice el refrán, pero nadie se lo dijo al universo. El espacio está lleno de vacíos cósmicos: vastas regiones en su mayoría libres de materia que se han abierto entre densos hilos de material que forman una red cósmica.
Lejos de ser remansos vacíos con poco que estudiar, estos vacíos pueden contener soluciones a algunos de los misterios cósmicos más persistentes, como el comportamiento de la gravedad, la naturaleza de la energía oscura y la llamada tensión de Hubble, un desajuste observacional en la tasa de expansión del universo que ha causado dolores de cabeza a los astrónomos durante años.
«Con los vacíos, tenemos el poder de abordar la mayoría de los enigmas cosmológicos interesantes», dice Alice Pisani, profesora investigadora en cosmología que trabaja en el Centro de Física de Partículas de Marsella (CPPM) del Centro Nacional Francés de Investigación Científica. Añade que debido a que hay menos interferencia de la materia, hay una «alta relación señal-ruido» en términos de lo que los investigadores pueden observar.
La llegada de nuevos telescopios y simulaciones avanzadas ha potenciado este campo, inspirando a una creciente comunidad de científicos en todo el mundo a especializarse en vacíos como laboratorios cosmológicos únicos. Algunos expertos sostienen que podemos incluso vivir dentro de un vacío colosal, una posición que puede alterar nuestra visión del universo de manera importante.
Para los lugares definidos por la escasez, los vacíos se están convirtiendo en pesos pesados cosmológicos, donde las leyes de la física pueden observarse con una claridad inusual.
«Desde una perspectiva cosmológica, es un momento muy emocionante», dice Pisani.
¿Qué son los vacíos cósmicos?
Después del Big Bang, el universo era una sopa uniforme de partículas subatómicas. Pero a lo largo de millones de años, a medida que la materia se enfrió y se estabilizó en átomos, comenzaron a emerger los tenues contornos de la red cósmica.
Durante miles de millones de años, la red atrajo gravitacionalmente nubes de gas, cúmulos de galaxias y otros objetos cósmicos hacia su andamiaje. A medida que se introduce más materia en la red, los espacios entre sus filamentos se han ampliado, formando vacíos.
Se pueden abrir pequeños «subvacíos» entre cúmulos de galaxias, donde podrían tener sólo 10 o 20 millones de años luz de diámetro. Pero los vacíos pueden hacerse más grandes. Mucho más grande. El Vacío de Boötes, también conocido como la «Gran Nada», se extiende a lo largo de más de 300 millones de años luz.
Llamarlos vacíos cósmicos puede ser «engañoso», dice Pisani, «porque terminamos pensando que un vacío significa vacío. Pero, de hecho, los vacíos que observamos nunca están vacíos. Hay galaxias muy pequeñas de baja masa dentro de esas regiones poco densas». El Vacío de Boötes, por ejemplo, contiene unas pocas docenas de galaxias, aunque todavía son muchas menos que las miles que se esperarían en un área de tamaño similar.
Debido a que están comparativamente desprovistos de material, los vacíos cósmicos permanecieron fuera del alcance de la observación hasta finales de los años setenta. Hasta ese momento, las posiciones de las galaxias se habían mapeado como puntos 2D en el cielo, pero el desarrollo de mapas 3D de distribución de galaxias reveló los contornos de la red cósmica por primera vez, exponiendo la presencia de vacíos.
En los últimos años, una serie de nuevos estudios con telescopios han desencadenado una explosión de nuevos descubrimientos de vacíos, como el Dark Energy Survey Instrument (DESI) en Arizona y el telescopio espacial europeo Euclid. Se espera que estos instrumentos cartografíen más de 100.000 vacíos en el espacio, ofreciendo una visión sin precedentes de estas estructuras. Sin embargo, estos estudios sólo captarán una fracción de los muchos millones de vacíos que se estima existen en el universo observable.
«Sólo en los últimos 10 años, el campo realmente evolucionó significativamente con las nuevas tecnologías», dice Nico Schuster, cosmólogo y experto en vacíos cósmicos del CPPM. «Todo eso realmente nos permite observar muchas más galaxias de las que podíamos antes, y eso realmente nos permite sondear, finalmente, la red cósmica a una profundidad mucho más profunda, y encontrar más vacíos y resolverlos mejor».
