Dos placas metálicas, separadas por menos de una micra, se atraen en el vacío absoluto. No hay nada entre ellas. No hay aire, no hay luz, no hay partículas. Y sin embargo, empujan.
Ese detalle, medido por primera vez en 1997, revela algo incómodo: el espacio “vacío” contiene más energía que toda la materia del universo junta. La física lo sabe desde hace casi un siglo. Lo que no sabe es por qué.
La historia empieza en 1948, con un físico holandés llamado Hendrik Casimir. Trabajaba en los laboratorios de Philips, en Eindhoven, y se preguntó qué pasaba si colocabas dos espejos paralelos en el vacío. Su cálculo, publicado junto a Dirk Polder en Physical Review, predijo algo absurdo: los espejos se atraerían. La fuerza no vendría de ninguna partícula. Vendría del propio vacío.
La razón es que el vacío cuántico no está vacío. Está lleno de fluctuaciones: pares de partículas virtuales que aparecen y desaparecen en escalas de tiempo tan breves que la propia mecánica cuántica las permite, siempre que se aniquilen antes de ser “vistas”. Entre dos placas muy cercanas, esas fluctuaciones quedan restringidas. Fuera de las placas, no. La diferencia de presión empuja las placas hacia adentro.
En 1997, Steve Lamoreaux, entonces en la Universidad de Washington, midió el efecto con un péndulo de torsión y lo confirmó con un margen de error del 5%. El vacío empuja. Está documentado en su artículo de Physical Review Letters (Lamoreaux, 1997).
Aquí es donde la cosa se descontrola.
La mecánica cuántica de campos permite calcular cuánta energía hay en cada centímetro cúbico de vacío. Sumando las contribuciones de todos los modos de energía posibles — hasta frecuencias arbitrariamente altas — el resultado es infinito. Los físicos aprendieron a restar ese infinito con técnicas de renormalización, y obtuvieron un número finito. Ese número es la densidad de energía del vacío.
El problema: cuando en 1998 dos equipos independientes —el Supernova Cosmology Project y el High-Z Supernova Search Team— midieron la expansión del universo observando supernovas tipo Ia, descubrieron que el universo no solo se expande: se expande acelerando. Algo está empujando desde dentro del propio espacio. Ese algo se llama energía oscura, y es matemáticamente idéntica a la constante cosmológica que Einstein había introducido en 1917 y luego había llamado “su mayor error”.
Einstein no se equivocó al introducirla. Se equivocó al retirarla.
La predicción teórica de la energía del vacío y su valor observado en el cosmos difieren en 120 órdenes de magnitud. Es el mayor desacuerdo entre teoría y medición en la historia de la física.
Porque cuando comparas el número que sale de la teoría cuántica de campos con el número que sale de las observaciones cosmológicas, no coinciden. En absoluto. La teoría predice una densidad de energía del vacío aproximadamente 10^120 veces mayor que la observada. Eso es un uno seguido de 120 ceros.
Para dimensión del error: es como predecir que una persona pesa lo mismo que toda la Vía Láctea y luego encontrarla pesando 70 kilos. Es el peor desacuerdo entre teoría y experimento en toda la historia de la física, y sigue sin resolverse.
Las propuestas para resolverlo son tan radicales como el problema.
Steven Weinberg, Nobel de Física en 1979, propuso en 1987 una solución antropocéntrica: quizás el valor de la constante cosmológica es pequeño simplemente porque, si fuera grande, no habría galaxias, ni estrellas, ni observadores para medirlo. Su argumento, publicado en Physical Review Letters, se conoce como “principio antrópico” y divide a la comunidad desde entonces.
Otra vía es la supersimetría: si cada partícula tuviera una compañera con espín opuesto, las contribuciones a la energía del vacío se cancelarían casi exactamente. El problema es que el LHC lleva una década buscando esas partículas y no las ha encontrado. La supersimetría, en su versión más elegante, está cada vez más acorralada.
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