Al estar relativamente desprovistos de materia, los vacíos cósmicos permanecieron fuera de la vista de los observadores hasta finales de la década de 1970. Hasta entonces, las posiciones de las galaxias se habían cartografiado como puntos 2D en el cielo, pero el desarrollo de mapas 3D de la distribución de las galaxias reveló por primera vez los contornos de la red cósmica, dejando al descubierto la presencia de vacíos.
En los últimos años, un gran número de nuevos telescopios han desencadenado una explosión de nuevos descubrimientos de vacíos, como el Dark Energy Survey Instrument (DESI) de 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 solo captarán una fracción de los muchos millones de vacíos que se calcula que existen en el universo observable.
«En los últimos 10 años, el campo ha evolucionado considerablemente gracias a las nuevas tecnologías. Todo ello nos permite observar muchas más galaxias de las que podíamos observar antes y, por último, sondear la red cósmica a una profundidad mucho mayor, encontrar más vacíos y resolverlos mejor», afirma Nico Schuster, cosmólogo y experto en vacíos cósmicos del CPPM.
Al mismo tiempo, las mejores simulaciones computacionales de la red cósmica han colmado las lagunas de conocimiento sobre la evolución de los vacíos a lo largo del tiempo, permitiendo a los científicos modelizar cientos de miles de vacíos, lo que supone un orden de magnitud superior a lo que las simulaciones podían computar hace tan sólo unos años, afirma Schuster.
Esta revolución ha convertido a los vacíos en «poderosos laboratorios cosmológicos», según una exhaustiva descripción publicada en abril en The Astronomy & Astrophysics Review, dirigida por Pisani.
¿Qué podemos aprender de los vacíos?
Debido a su relativa escasez, los vacíos ofrecen una rara visión de los efectos «más simples» de la gravedad sin todas las complicaciones inherentes a los objetos masivos caóticos, como los cúmulos de galaxias. Por este motivo, los cosmólogos recurren a los vacíos para poner a prueba las teorías modificadas de la gravedad y los límites de la relatividad general. En la práctica, los investigadores exploran estas limitaciones mapeando cómo se mueven a través de los vacíos objetos como galaxias, halos de materia oscura y otros, y comparando estas observaciones con las predicciones de los modelos cosmológicos.
Por ejemplo, Schuster ha publicado estudios que exploran los movimientos prístinos y simples de objetos en vacíos, y sus implicaciones para el estudio de los neutrinos, que se encuentran entre las partículas más ligeras del universo.
Aunque los neutrinos son increíblemente abundantes, 100 billones de ellos atraviesan el cuerpo cada segundo, apenas interactúan con la materia. Esta cualidad espectral se acentúa aún más en los vacíos, donde casi no hay materia con la que interactuar, lo que revela nuevos conocimientos sobre la física de los neutrinos.
Los vacíos también se perfilan como sondas únicas de la materia y la energía oscuras, dos grandes interrogantes del llamado «modelo estándar» de la cosmología, un marco bien corroborado de fuerzas y fenómenos fundamentales del universo. También son los espacios perfectos para explorar la naturaleza y las implicaciones de la energía oscura, el vago término que designa lo que está provocando la aceleración del ritmo de expansión del universo. Como los vacíos no contienen mucha materia, las propiedades de la energía oscura pueden cronometrarse con mayor claridad.
