¿Cuándo un hallazgo es un descubrimiento? Qué es un sigma

El 4 de septiembre de 2026, un equipo liderado desde la Universidad de Queensland publicó el catálogo de supernovas más grande que existe: 2.884 explosiones estelares, observadas a lo largo de tres décadas por distintos telescopios y reanalizadas con un solo método. El estudio se llama Supernovae Unite y su conclusión salió en titulares de medio mundo: la energía oscura, la fuerza que acelera la expansión del universo, podría estar debilitándose.

El dato que sostiene el titular es este: la desviación respecto al modelo estándar del cosmos es de 3,1 sigma. En el resumen del paper aparece incluso un 3,3 sigma, según cómo se haga la cuenta. Y un año y medio antes, en marzo de 2025, el proyecto DESI, un instrumento que mapea millones de galaxias desde Arizona, había encontrado algo parecido: entre 2,8 y 4,2 sigma, dependiendo de con qué catálogo de supernovas se combinara.

Tres sigma por aquí, cuatro por allá. La prensa dice "podría". Los autores dicen "pistas". Y a mí me tocó vivir en el CERN, desde adentro, lo que pasa en ese rango: es donde vive la mayor parte de los resultados que después se esfuman.

La pregunta es inevitable: ¿cuándo un resultado científico deja de ser una pista y se convierte en un descubrimiento?

¿Qué es la energía oscura y por qué se mide con supernovas?

La energía oscura es el nombre que le damos a lo que hace que el universo se expanda cada vez más rápido. Nadie sabe qué es. Sabemos que está ahí porque en 1998 dos equipos midieron supernovas lejanas y encontraron que estaban más lejos de lo que deberían: algo empuja.

¿Por qué supernovas? Porque un tipo concreto, las supernovas de tipo Ia, explota siempre con casi el mismo brillo. Imagina una calle larga de noche, con bombillas idénticas de 60 vatios cada cien metros. Si una se ve tenue, no es que sea más débil: es que está más lejos. Con 2.884 bombillas repartidas por el universo, puedes medir a qué velocidad se ha estirado el espacio en cada época.

El modelo estándar de la cosmología asume que ese empuje es constante: la misma fuerza hoy que hace diez mil millones de años. Los físicos lo llaman Lambda, y al modelo entero, Lambda-CDM. Lo que sugiere el nuevo catálogo es que el empuje de hoy es un poco más débil que el de antes. En el lenguaje del paper, un parámetro que debería valer exactamente −1 sale en −0,86. Esa diferencia, dividida por su incertidumbre, es lo que da los 3,1 sigma.

Y ahí es donde hay que parar, porque "3,1 sigma" no significa nada si no sabes qué es un sigma.

¿Qué es un sigma?

Un sigma es la unidad con la que medimos cuánto se aleja un dato de lo que produciría el puro azar. Un resultado a 1 sigma es ruido ordinario. A 3 sigma, el azar lo produciría alrededor de una vez entre 700. A 5 sigma, una vez entre 3,5 millones.

Vamos despacio. Piensa en la báscula del baño. Pésate cinco días seguidos. No vas a ver el mismo número: 70,2, 69,8, 70,5, 70,0, 70,3. Tu peso real no cambió; cambió el agua que tomaste, la hora, el pie que apoyaste primero. Ese bamboleo tiene un tamaño típico, digamos unos 300 gramos. Ese tamaño típico es un sigma.

Ahora un día la báscula marca 71,1. ¿Engordaste o es el bamboleo de siempre? Estás a tres bamboleos de distancia: 3 sigma. Es raro, pero no imposible. Si marca 75, estás a 16 sigma, y ya no hay bamboleo que lo explique: o comiste mucho, o la báscula se rompió. Guarda esa segunda opción, que volveremos a ella.

Con el universo pasa igual: la báscula son 2.884 supernovas, y el bamboleo lo produce todo lo que ensucia la luz en el camino: el polvo de las galaxias, la calibración de cada telescopio, la manera de convertir brillo en distancia. En el artículo sobre la constante de la gravedad conté cómo esas barras de error son, en realidad, la parte más difícil de cualquier medida. Aquí pasa igual: el sigma es tan bueno como la estimación del bamboleo.

Una regla de bolsillo: 1 sigma es "puede ser cualquier cosa", 3 sigma es "esto merece atención" y 5 sigma es "esto es un descubrimiento". ¿Por qué cinco y no tres? Esa es la pregunta que de verdad importa.

¿Por qué la física exige cinco sigma y no tres?

El 4 de julio de 2012, en el auditorio del CERN, los experimentos ATLAS y CMS anunciaron el bosón de Higgs: ATLAS con 5,0 sigma y CMS con 4,9, que subió a 5 en el análisis final. Yo trabajaba en CMS, y confieso que ese decimal importaba tanto como la partícula: hubo discusión seria sobre si con 4,9 se podía pronunciar la palabra "descubrimiento", y por eso ese día se habló de "una nueva partícula compatible con el Higgs".

La regla de los cinco sigma no está escrita en ninguna ley de la naturaleza. Es una costumbre que la física de partículas construyó a golpes durante cincuenta años, y cada golpe fue un resultado a 3 sigma que después no existió.

La razón principal tiene un nombre feo: el efecto de "mirar en otra parte". Vuelve a la báscula. Si te pesas una sola vez y ves 71,1, es raro. Pero si te pesas mil días y buscas el más raro de todos, seguro encuentras un 71,1, y no significa nada. Un detector como CMS registra miles de millones de colisiones y los físicos buscan bultos en cientos de rangos de energía a la vez. Con tantas oportunidades, el azar produce "señales" a 3 sigma con regularidad. El umbral de cinco sigma es el precio de haber mirado en todas partes.

Un ejemplo que viví de cerca. En diciembre de 2015, ATLAS y CMS vieron un bulto a 750 GeV (el GeV es la unidad de energía, y también de masa, que usamos en el CERN): un exceso de pares de fotones que no cabía en ninguna teoría conocida. ATLAS lo reportaba a 3,9 sigma si mirabas solo esa energía, pero a unos 2 sigma si corregías por haber mirado en todas. En ocho meses los teóricos escribieron cerca de 500 artículos explicándolo. En agosto de 2016, con el doble de datos, el bulto había desaparecido. Era azar.

Así que cuando lees "3,1 sigma" en el titular de las supernovas, la traducción honesta es: esto está en la zona donde la historia de la física acumula más cadáveres.

¿Puede un resultado a 6 sigma estar equivocado?

Sí. Y aquí está la idea que reordena todo lo anterior: el sigma mide cuánto te puede engañar el azar, no cuánto te puedes engañar tú.

En septiembre de 2011, el experimento OPERA anunció que unos neutrinos enviados desde el CERN hasta un laboratorio bajo los Apeninos, a 730 kilómetros, habían llegado unos 60 nanosegundos antes de lo que tardaría la luz. La significancia estadística era de 6 sigma. Más que el Higgs. Si el sigma fuera la única medida de verdad, Einstein estaba refutado.

La explicación apareció en 2012: un cable de fibra óptica que llevaba la señal del GPS al reloj principal no estaba bien enroscado, y esa mala conexión retrasaba la señal del reloj unos 73 nanosegundos. Un segundo fallo, un oscilador que corría un poco rápido, empujaba en el sentido contrario. Sumados y restados los dos efectos, los neutrinos llegaban exactamente cuando debían. En junio de 2012 el CERN cerró el caso.

Vuelve a la báscula que marcó 75. El sigma te dice que no fue el bamboleo. No te dice si comiste o si la báscula está rota. Un error sistemático, así se llama, es parecido a una báscula rota: te da el mismo número equivocado con toda la confianza del mundo. Y no hay estadística que lo detecte, porque la estadística mide el bamboleo, no el sesgo.

Por eso el descubrimiento de verdad no es un número. Es un número más una segunda medida, hecha con otro instrumento, por otra gente, con otros errores posibles. El Higgs lo vieron dos detectores construidos por equipos separados, con diseños distintos y análisis independientes. Eso, y no el 5 sigma solo, es lo que hizo que el 4 de julio de 2012 nadie tuviera miedo.

¿Entonces la energía oscura se debilita o no?

La respuesta honesta es que no lo sabemos, y me parece que es la anomalía más interesante que ha tenido la cosmología en veinticinco años.

A favor: hay dos caminos que apuntan en la misma dirección. Las supernovas, que miden distancias con bombillas, y DESI, que mide otra cosa, la huella que dejaron ondas sonoras del universo primitivo en la manera en que se agrupan las galaxias. Tamara Davis, coautora del catálogo, lo resume con la palabra justa: son "pistas" de que la energía oscura cambia con el tiempo, y llegan por dos vías independientes.

En contra: ninguna de las dos vías llega a 5 sigma por sí sola, y cuando se combinan no son del todo independientes, porque los números más altos de DESI salen de mezclar sus datos con los mismos catálogos de supernovas. El propio DESI encontró que la significancia se movía entre 2,8 y 4,2 sigma según qué catálogo de supernovas metía en la cuenta. Un resultado que cambia tanto según un ingrediente es un resultado que todavía depende de cómo se estima el bamboleo. Y las supernovas son un instrumento con mucho bamboleo posible: el polvo, la evolución de las estrellas que explotan, la calibración cruzada de telescopios que operaron con décadas de diferencia.

Mi opinión, marcada como tal: si tuviera que apostar, apostaría a que en cinco años sabremos si esto era real, y le daría algo menos de la mitad de probabilidad a que lo sea. Pero es la primera vez desde 1998 que el modelo estándar del cosmos tiene una grieta que dos instrumentos distintos ven a la vez. En el hallazgo de las estrellas de agujero negro del James Webb pasaba algo parecido: un dato que no cuadra y varias explicaciones compitiendo. Ese es el momento más vivo de la ciencia, no el más concluyente.

Qué puedes hacer tú, hoy

La próxima vez que un titular diga que "la ciencia descubrió" algo, tienes cuatro preguntas que separan la pista del descubrimiento:

• ¿Cuántos sigma? Si el artículo no lo dice, búscalo en el resumen del paper original. Menos de 3, es ruido con buena prensa. Entre 3 y 5, es una pista seria. Más de 5, ahora sí vale la pena leer el resto.
• ¿Es local o global? Si el resultado salió de buscar en muchos sitios a la vez, el sigma "global" es el que vale, y suele ser bastante más pequeño.
• ¿Hay una segunda medida independiente? Otro instrumento, otro equipo, otros errores posibles. Sin eso, ni 6 sigma bastan, como aprendió OPERA.
• ¿Qué palabra usan los autores? "Pista", "evidencia" y "observación" no son sinónimos: son escalones. Los autores de Unite dicen "pistas". La prensa dice "descubrieron". Créeles a los autores.

Es, en el fondo, el mismo método que conté en cómo saber si una noticia de ciencia es falsa, aplicado a la ciencia buena, que también necesita que la leas con cuidado.

Las personas que cuentan supernovas

Ryan Camilleri es estudiante de doctorado. El catálogo de 2.884 supernovas lleva su nombre primero porque su tesis consistió, en buena parte, en algo poco glamuroso: tomar treinta años de observaciones hechas por gente distinta, con telescopios distintos y criterios distintos, y volver a medir cada una con el mismo método. Recalcularon la masa de la galaxia anfitriona de más del 98 % de la muestra. Ese trabajo de limpieza no da titulares, pero es lo único que permite que el sigma signifique algo.

En México, más de treinta investigadores y estudiantes participan en DESI, desde la UNAM, el Cinvestav, la Universidad de Guanajuato y el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares. Mariana Vargas, del Instituto de Física de la UNAM, y Octavio Valenzuela, del Instituto de Astronomía, están entre quienes analizan los espectros de galaxias que van a decidir si Lambda sobrevive. La meta del proyecto son 40 millones de galaxias y cuásares. Cuando esa cuenta termine, sabremos si el 3,1 sigma de este mes fue el principio de algo o una casualidad más para la lista.

Y están los que nadie nombra: las personas que en 2012 desmontaron el experimento OPERA cable por cable hasta encontrar el que estaba flojo. No descubrieron nada. Evitaron que se anunciara un descubrimiento falso, y eso vale lo mismo.

Cuando leas el próximo titular con la palabra "descubren", ¿vas a buscar el sigma?