¿El espacio como un fluido viscoso?

Entrada: un preprint de finales de 2025 que ha llamado la atención esta semana

Una analogía pegajosa: lo que dice realmente el modelo

La propuesta de Khan toma prestadas metáforas de la física del estado sólido y la dinámica de fluidos y las traslada a la cosmología relativista. El espacio se trata como una 3-brana elástica con una tensión uniforme; las pequeñas compresiones y rarefacciones de esa brana se describen mediante campos escalares que desempeñan el papel de fonones en un cristal. Cuando esos fonones interactúan y se disipan, la respuesta colectiva puede codificarse como una viscosidad de volumen para el vacío: un arrastre cosmológico fantasmal que se resiste a la expansión de forma muy parecida a como la miel se resiste a ser vertida. En el modelo, esa viscosidad de volumen es transitoria: adquiere importancia en torno a una escala de Hubble particular y luego decae, dejando un comportamiento asintótico cercano a una constante cosmológica en tiempos muy tempranos y muy tardíos.

¿Por qué se propuso esto? Tensiones en el DESI y el modelo estándar

La motivación de esta fenomenología es empírica. La colaboración del Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) publicó mediciones de precisión de las oscilaciones acústicas de bariones (BAO) a partir de su primer año de datos que, al combinarse con otros sondeos, sugieren una ligera preferencia por una historia de la energía oscura que se aparta de una constante cosmológica independiente del tiempo. En pocas palabras: ciertas mediciones de distancia y expansión en el corrimiento al rojo intermedio encajan con una historia de expansión ligeramente diferente a la del ajuste canónico ΛCDM para el fondo cósmico de microondas. El modelo viscoso de Khan produce una ecuación de estado efectiva dependiente del corrimiento al rojo, w_eff(z), que puede imitar el comportamiento favorecido por los análisis de DESI en el rango de corrimiento al rojo más relevante para esos puntos BAO. Esa es la afirmación principal que el artículo se propone demostrar.

Cómo las matemáticas se traducen en intuición física

A nivel técnico, el artículo construye una acción efectiva para la brana y los campos de fonones, y deriva un tensor de energía-momento con componentes tanto elásticas (módulo de compresibilidad) como disipativas (viscosidad de volumen). La presión viscosa entra en la evolución cosmológica como un término de presión negativa adicional, proporcional a la tasa de Hubble multiplicada por un coeficiente de viscosidad; el autor modela la relajación con una ley viscoelástica de tipo Maxwell, de modo que la respuesta viscosa tiene una escala de tiempo característica vinculada a la tasa de expansión. Con un conjunto compacto de parámetros adimensionales, el modelo puede producir una caída "fantasma" temporal (w_eff < -1) y luego relajarse hacia w ≈ -1 en tiempos tardíos, que es como la fenomenología sigue las tendencias en las parametrizaciones motivadas por DESI. El artículo es explícito sobre los supuestos y sobre dónde se está utilizando la fenomenología en lugar de la microfísica de principios básicos.

Lo que el artículo acierta y dónde es necesaria la cautela

Hay buenas razones tanto para el entusiasmo como para la cautela. Por el lado positivo, el trabajo es valioso porque establece un mapeo concreto y refutable desde los supuestos físicos hasta los observables: si se cambia la velocidad del sonido de los fonones, la escala de tiempo de relajación o la tensión de la brana, el w_eff(z) previsto y las medidas de distancia cambian de forma calculable. Eso hace que la propuesta sea verificable con datos adicionales de BAO, supernovas y lentes gravitacionales. Por el lado de la cautela, el artículo es actualmente un preprint y no ha pasado por una revisión por pares; sus fundamentos microfísicos —por qué el espacio debería comportarse como una brana con el espectro de fonones requerido y por qué debería producirse una disipación viscosa a la escala sugerida— no se derivan de una teoría de altas energías establecida, sino que se modelan fenomenológicamente. El propio autor posiciona el trabajo como un estudio de plausibilidad que motiva microfísica y pruebas observacionales más detalladas.

Dónde se sitúa la idea entre otras alternativas

Los físicos han contemplado durante mucho tiempo la posibilidad de que la energía oscura no sea una pura constante cosmológica, sino más bien el efecto emergente de nuevos campos, gravedad modificada, transiciones de fase o sectores oscuros interactuantes. Lo que hace distintiva a la imagen viscosa/elástica es su uso de grados de libertad colectivos a nivel geométrico y una dinámica disipativa, en lugar de añadir un nuevo campo escalar mínimamente acoplado o invocar una nueva especie de partícula. Algunos trabajos previos han reinterpretado la energía del vacío como tensión geométrica o respuesta elástica; el artículo de Khan se apoya en esa literatura y añade un canal disipativo explícito vinculado a las excitaciones de fonones. Si este enfoque es un mecanismo genuinamente nuevo o una reformulación de ideas existentes en un lenguaje diferente es algo que los futuros críticos y revisores investigarán.

Cómo se pondrá a prueba

Las fortalezas del modelo son también sus vulnerabilidades: debido a que produce una dependencia del corrimiento al rojo distinta para w_eff(z), puede confrontarse directamente con conjuntos de datos actuales y futuros. DESI continuará publicando más resultados de BAO y de distorsión en el espacio de corrimiento al rojo; la misión Euclid de la Agencia Espacial Europea y nuevas recopilaciones de supernovas de tipo Ia estrecharán las limitaciones sobre la historia de la expansión y el crecimiento de estructuras, proporcionando el brazo de palanca necesario para distinguir un transitorio viscoso de errores sistemáticos u otros modelos dinámicos de energía oscura. El preprint señala regiones de parámetros específicas que los análisis futuros pueden excluir o confirmar, lo cual es exactamente la estructura de una propuesta científica saludable. El cierre observacional —y no el atractivo metafórico— decidirá si la idea sobrevive.

Contexto académico y reproducibilidad

El manuscrito de arXiv es explícito sobre los métodos y ofrece ecuaciones y ansätze que otros investigadores pueden reproducir y probar. Cita las restricciones de DESI y sitúa sus escaneos de parámetros frente a la parametrización de Chevallier–Polarski–Linder, preferida observacionalmente. El autor también reconoce haber utilizado un modelo de lenguaje generativo para ayudar a pulir algunos pasajes del manuscrito; esa transparencia es un recordatorio de que los preprints modernos combinan cada vez más el cálculo humano con la edición algorítmica. Grupos independientes podrán ahora introducir el modelo en solucionadores de Boltzmann y flujos de trabajo de Monte Carlo por cadenas de Markov para comprobar si el ajuste afirmado a los datos se mantiene bajo diferentes prioris y conjuntos de datos conjuntos.

Qué significaría esto si se mantuviera

Si la imagen del espacio viscoso sobreviviera al escrutinio y a la confirmación independiente, supondría un replanteamiento radical de la energía oscura: en lugar de una inescrutable constante de la naturaleza, la expansión acelerada en tiempos tardíos sería la consecuencia macroscópica de las propiedades elásticas y disipativas de la geometría espacial. Eso vincularía la cosmología con las intuiciones de la materia condensada de una manera concreta y podría abrir nuevas vías teóricas para integrar la cosmología en una teoría microscópica. Por ahora, sin embargo, la principal contribución del modelo es provocadora: convierte una vaga tensión empírica en una alternativa claramente establecida y verificable.

Fuentes

• arXiv (preprint: "Spatial Phonons: A Phenomenological Viscous Dark Energy Model for DESI", M. G. Khuwajah Khan, arXiv:2512.00056).
• Colaboración DESI (DESI 2024 VI: Cosmological constraints from the measurements of baryon acoustic oscillations, arXiv:2404.03002).