La densidad del universo es el factor decisivo del que depende que el universo sea «plano»; es decir, con una geometría en la que dos haces de luz que avanzan en una misma dirección siguen siendo siempre paralelos en vez de acabar cruzándose de vuelta al punto de partida, como ocurriría en un universo cerrado. El espacio se extiende de manera plana en todas las direcciones si toda la materia y la energía del universo, incluyendo la materia oscura y la energía oscura, suman una densidad tal que la dinámica asociada a la expansión cósmica, que tiende a separar las galaxias, quede compensada por la atracción gravitatoria.
La teoría dominante sobre el nacimiento del universo, conocida como inflación cósmica, predice una planitud perfecta. Y diversas observaciones efectuadas desde principios del siglo XXI han mostrado que el universo es casi exactamente plano y debe, por lo tanto, tener una densidad de materia y energía muy próxima a la crítica, calculada como el equivalente —en buena parte invisible— a unos 5,7 átomos de hidrógeno por metro cúbico de espacio. El telescopio Planck mide la densidad del universo calibrando qué parte de la luz del CMB es desviada debido al fenómeno conoido como «lente gravitacional» tras haber atravesado el universo durante los últimos 13.800 millones de años. Cuanta más materia se encuentren los fotones del CMB en su viaje hacia la Tierra, mayor será en ellos el efecto de lente gravitacional, de forma que su dirección ya no reflejará con nitidez el lugar del universo primitivo del que partieron. Este efecto se manifiesta en forma de un «emborronamiento» que suaviza ciertos picos y valles en el patrón espacial de la luz.
Según el nuevo análisis, la elevada magnitud del efecto de lente gravitatcional del CMB indica que el universo podría tener una densidad un 5 por ciento mayor que la crítica, equivalente a un promedio de unos 6 átomos de hidrógeno por metro cúbico en vez de 5,7. De ser el caso, el efecto de la gravedad vencería sobre el de la expansión cósmica y el universo acabaría cerrándose sobre sí mismo. Hace unos años, los científicos del Planck ya observaron ese efecto de lente gravitatoria mayor de lo esperado. La anomalía se dejó notar sobre todo en su análisis final del conjunto completo de datos, publicado en 2018. Si el universo es plano, los cosmólogos esperan que una medición de la curvatura caiga dentro de una sola «desviación estándar» con respecto a cero, un efecto esperable debido a las fluctuaciones estadísticas aleatorias en los datos.
Sin embargo, tanto el equipo de Planck como los autores del nuevo artículo hallaron que los datos del CMB se desvían en 3,4 desviaciones estándar del resultado nulo. Suponiendo que el universo sea realmente plano, se trataría de una fluctuación estadística considerable: equivale a sacar once caras seguidas al lanzar una moneda, algo que solo ocurre menos del 1 por mil de las veces.
El equipo del Planck atribuye la medición a una fluctuación así, o a
algún efecto inexplicado que emborrona la luz del CMB e imita el efecto
de una mayor cantidad de materia.
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