La constant cosmològica és un dels grans enigmes de la física: és el número que descriu l'energia responsable de l'expansió de l'univers. El problema és que la teoria quàntica diu que aquest valor hauria de ser enorme, mentre que les observacions mostren que és molt petit i estable. I enmig d'aquesta contradicció apareix la famosa història de l'"error d'Einstein".
Quan Einstein va formular la relativitat general, va afegir la constant cosmològica per mantenir l'univers estàtic, perquè en aquell moment es creia que el cosmos no s'expandia. Més tard es va descobrir que l'univers sí que s'expandeix, i ell mateix va considerar aquesta decisió com un error. No obstant això, dècades després es va comprovar que l'expansió de l'univers no només existeix, sinó que a més s'accelera, i la constant va tornar a ser necessària per explicar-ho.
Un error que pot deixar de ser un error
Un nou estudi de la Universitat de Brown parteix just d'aquest problema, però l'enfoca d'una altra manera: potser no es tracta d'ajustar el valor, sinó d'entendre per què no es dispara com prediu la teoria quàntica. Segons la física quàntica, el buit no està buit, sinó ple de fluctuacions que haurien de generar moltíssima energia, prou per fer que l'univers s'expandís de forma descontrolada. Però això no passa, o almenys no ho observem.
La proposta de l'estudi és que podria existir un "mecanisme d'estabilitat" en la mateixa estructura de l'espai-temps. Per explicar-ho, els investigadors es fixen en un fenomen de la física de materials anomenat efecte Hall quàntic, on certes propietats queden sorprenentment estables gràcies a la matemàtica del sistema.
Els autors de l'estudi suggereixen que una cosa similar podria passar amb el mateix espai-temps. En certs models de gravetat quàntica, l'estructura matemàtica de l'univers tindria propietats topològiques que impedirien que les fluctuacions quàntiques disparin la constant cosmològica.
En el seu moment, la constant cosmològica va ser introduïda com un pegat per corregir una intuïció incorrecta sobre l'univers estàtic. Però el problema modern ja no és històric, sinó teòric: no sabem per què aquest número és tan petit quan la física quàntica diu que hauria de ser enorme.
El nou estudi no suggereix que Einstein s'equivoqués en el sentit actual del problema, sinó que el terme que ell va introduir podria estar connectat amb una propietat molt més profunda de l'univers. És a dir, el que va néixer com un ajust per forçar un resultat podria estar reflectint una estructura real de l'espai-temps que encara no comprenem del tot.
En aquest marc, l'"error d'Einstein" canvia de significat. No seria una fallada conceptual sobre l'existència de la constant, sinó una coincidència històrica que ara apunta a una pregunta més profunda: per què l'univers és tan estable com és, si la física quàntica sembla empènyer-lo en direcció contrària. No és el primer estudi que mostra que les nostres lleis estan incompletes.