La cosmología, el estudio del universo, está plagada de numerosos problemas sin resolver. Históricamente, estos problemas no resueltos provocaron nuevos desarrollos en la física que revolucionaron el campo, pero en el último medio siglo, los cosmólogos han estado descubriendo nuevos problemas y proporcionando menos soluciones correspondientes. Encontrar las soluciones a estos problemas puede requerir un pensamiento radicalmente nuevo y más tolerancia hacia la contratación de doctores inclinados a perseguir sus propias ideas en lugar de simplemente seguir las de los científicos experimentados.
Uno de los problemas más conspicuos en cosmología es la constante cosmológica, que gobierna la expansión del universo, también conocida como energía oscura. Una parte sustancial, alrededor del 60%, de la masa-energía en el universo está en una forma de energía misteriosa que está empujando al cosmos a un ritmo acelerado. ¿Qué es esta energía y de dónde viene? Los cosmólogos no tienen una idea real.
Aunque se le da un nombre similar, hay otro problema en cosmología, la llamada materia oscura, que en realidad no está relacionada con la energía oscura, excepto en la medida en que involucran cosas que no entendemos. Aproximadamente el 90% de la masa del universo está en una forma de materia aparentemente invisible que llamamos materia oscura. Esta materia oscura solo puede medirse por la atracción gravitacional que ejerce sobre los objetos que la rodean, y todas las galaxias que observamos contienen grandes halos, que a menudo se extienden por cientos de miles de años luz más allá del borde de la materia luminosa. ¿Es esta materia oscura materia real, como partículas masivas que interactúan débilmente (WIMP), o tal vez es solo un artefacto de observación causado por una teoría incorrecta de la gravedad? Cualquier cosmólogo que descubra esto tendría prácticamente garantizado un Premio Nobel, pero ninguno lo ha logrado.
Otro misterio es por qué hay mucha más materia que antimateria en el universo. Según las teorías físicas, estas formas de materia son esencialmente equivalentes, pero la materia convencional se observa en abundancia mucho mayor que la antimateria. ¿Hubo una gran cantidad de ambos tipos en el universo temprano, y en su mayoría se aniquilaron entre sí para dejar la materia de hoy? ¿O hubo un asunto mucho más convencional desde el principio? Si eres cosmólogo, este es el tipo de cosas que te mantienen despierto por la noche.
Algunas de las respuestas a las preguntas anteriores pueden derivarse del principio antrópico: la idea de que los valores observados eran muy diferentes, el universo sería hostil a la vida y, por lo tanto, no habría cosmólogos que hicieran estas preguntas. Pero otros ven el principio antrópico como una excusa, porque ofrece una explicación conveniente para prácticamente cualquier cosa que queramos. Hay muchos otros problemas sin resolver en cosmología, que tienen que ver con la generación de masa para los neutrinos, la cuestión de la entropía en el pasado distante y las condiciones del universo inmediatamente después del Big Bang. Si desea obtener más información, lea un libro sobre el tema escrito por un cosmólogo respetado.