Cosmología en el CIEMAT

Los avances realizados en cosmología en los últimos 20 años han revolucionado nuestras ideas sobre el origen y la evolución del universo, y además, demostrando su cercana conexión con la física de lo muy pequeño, nos han revelado que para describir el cosmos es necesario ir más allá del modelo estándar de las partículas elementales al menos tres veces. En particular, el descubrimiento en 1998 de la expansión acelerada del universo ha supuesto un reto científico de primer orden. El mecanismo causante de la expansión acelerada, llamado genéricamente energía oscura, no tiene explicación dentro del modelo estándar de la física de partículas, a pesar de constituir un 70% del contenido en materia-energía del universo. Pero además, el siguiente componente más abundante, la materia oscura, que da cuenta de un 25% del contenido del universo, tampoco se puede acomodar en el modelo estándar. Sean cuales sean sus componentes fundamentales, están más allá de la teoría actual de la materia. Por último, los procesos sucedidos en el universo muy temprano, como la bariogénesis, y muy probablemente, la inflación cósmica, también requieren procesos físicos que están más allá del modelo estándar.

Entender la física microscópica de este sector oscuro del universo es uno de los retos fundamentales a los que se enfrentan las ciencias físicas en el siglo XXI. El grupo de cosmología del CIEMAT tiene como objetivo contribuir a la comprensión de estos misterios, en la frontera entre cosmología y física de partículas. Con esta finalidad, participamos en varios proyectos internacionales especialmente diseñados para avanzar en el conocimiento de estos fenómenos: el Cartografiado para la Energía Oscura (DES, por Dark Energy Survey), el proyecto F'isica del Universo Acelerado (PAU, por Physics of the Accelerating Universe) y el Instrumento Espectrocópico para la Energía Oscura (DESI, por Dark Energy Spectroscopic Instrument). Todos ellos son grandes proyectos internacionales que pretenden realizar enormes mapas del cielo, localizando y midiendo las propiedades de millones de galaxias, para, a partir de ellas, deducir la física de la energía oscura, la materia oscura y la evolución del universo. Cada uno de los mapas que están construyendo estos proyectos tiene diferentes características, que les hacen sensibles a diferentes observables cosmológicos. La combinación de todos ellos debe suponer un avance sustancial en nuestra comprensión del origen y la evolución del universo.