La pista más sólida hallada hasta ahora de que la energía oscura cambia con el tiempo podría apoyarse en una única franja de datos de galaxias, según un nuevo análisis construido en torno a un método estadístico pensado para sondeos que se vuelven a examinar publicación tras publicación.
El Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) publicó su segunda tanda de mediciones de oscilaciones acústicas de bariones, y la combinación de esos datos con los resultados de supernovas y del fondo cósmico de microondas apuntó a una ecuación de estado de la energía oscura que varía con el tiempo, con una significancia declarada de entre 3 y 4 sigma según el catálogo de supernovas que se incluyera. Tomada al pie de la letra, sería la primera evidencia estadísticamente significativa de que la energía oscura no es una constante cosmológica.
El nuevo análisis, firmado por Jinyoung Kim, de la Universidad de Stanford y Two Sigma Investments; David F. Mota, de la Universidad de Oslo, y Andrius Tamosiunas, de Oslo y la Case Western Reserve University, aplica un e-process a la misma secuencia de BAO de DR1 a DR2. Un e-process es una medida de evidencia basada en el cociente de verosimilitudes cuya validez no depende de cuántas veces se reexamine la cuestión. Un e-value tiene una esperanza de como máximo uno bajo la hipótesis nula, de modo que un valor observado grande cuenta como evidencia en su contra; rechazar la hipótesis cuando el valor alcanza 1 dividido por la tasa de falsa detección elegida mantiene acotada esa tasa. Cada publicación de DESI invita a un nuevo examen de si la energía oscura es compatible con la constante cosmológica, y los valores de sigma estándar basados en Wilks se interpretan como si la prueba se hubiera realizado una sola vez. Repetir la misma prueba en DR1, DR2, DR3 y sucesivas infla la probabilidad de que una fluctuación parezca significativa. El e-process controla la probabilidad de falsa detección bajo un examen continuado, sin penalización por factor de ensayos según el número de publicaciones. Los autores lo describen como la primera aplicación de la inferencia secuencial de validez continua a un conjunto de datos cosmológicos.
Bajo una alternativa preespecificada concentrada cerca de la dirección que prefieren los datos de DR2, la evidencia acumulada alcanza 33,97 en DR2, superando el umbral de 20 que corresponde a una tasa de falsa detección ilustrativa del 5%. Pero la evidencia no se reparte por todo el sondeo. Una descomposición que excluye un intervalo cada vez (leave-one-out) sitúa la mayor parte, el 78,6%, en un único intervalo de corrimiento al rojo, el LRG2, con un corrimiento al rojo efectivo de 0,706. Si se elimina ese intervalo, el e-value acumulado se desploma hasta 0,49, lo que favorece levemente la constante cosmológica. Si se permite que cualquiera de los siete intervalos de DESI haya producido el exceso, la señal no sobrevive a la corrección de look-elsewhere: el producto por intervalo es 4,46 y la media aritmética, 1,52, ambos muy por debajo del umbral.
El veredicto también depende de lo que la prueba fue diseñada para detectar. Las distribuciones a priori estrechas situadas cerca de la región preferida por los datos rechazan la constante cosmológica, mientras que las amplias no lo hacen. Una alternativa de quintaesencia de descongelamiento (thawing), con motivación física, rechaza con más fuerza que cualquier elección agnóstica, con un valor acumulado cercano a 1.100, mientras que los modelos de quintaesencia de congelamiento (freezing) quedan por debajo del umbral. Añadir la verosimilitud comprimida del fondo cósmico de microondas de Planck a los datos de BAO reduce el e-value por defecto a 2,19, por debajo del umbral.
Los autores sostienen que esa concentración es difícil de conciliar con una ecuación de estado que evoluciona suavemente. En simulaciones de una señal genuinamente suave, el LRG2 por sí solo transportaría la proporción observada de la evidencia en apenas el 3,2% de las realizaciones, y los autores señalan que el patrón es compatible con un valor atípico o con un efecto sistemático específico de un intervalo, aunque su bootstrap solo modela la covarianza gaussiana publicada y no puede descartar directamente un sistemático de ese tipo.
Varias advertencias matizan el resultado. La cosmología de fondo se mantiene fija en los valores de Planck 2018, y los e-values principales varían en dos órdenes de magnitud entre las columnas autoconsistentes de Planck, con una de ellas por debajo del umbral de rechazo. Cada cifra está condicionada a la parametrización de Chevallier-Polarski-Linder de la ecuación de estado de la energía oscura, que los autores señalan como la prueba de robustez más directa que sigue pendiente. Los autores recomiendan además que las futuras publicaciones de DESI, Euclid, Roman y LSST informen de un valor de e-process de validez continua, con su especificación de prueba declarada, junto a las significancias de sigma convencionales.
Lo que podría zanjar la cuestión: las simulaciones muestran que reducir a la mitad el error del LRG2 llevaría el e-value muy por encima del umbral si la energía oscura en evolución es real, y lo dejaría cerca de cero si la constante cosmológica es correcta. Por tanto, una tercera publicación decisiva de DESI necesita mediciones más precisas de los intervalos que el sondeo ya tiene, sobre todo del LRG2, y no solo nuevos intervalos de alto corrimiento al rojo. Los autores escriben que solo datos adicionales resolverán si ese intervalo refleja física nueva o un sistemático localizado.
Traducido por Alessandra