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domingo, junio 23, 2024

Científicos descubren un sorprendente fallo en la gravedad del universo

Un equipo de investigadores ha descubierto lo que llaman un «fallo cósmico» en la gravedad del universo. Este fenómeno inesperado podría explicar algunos comportamientos extraños observados a escala cósmica, insinuando posibles errores en la famosa y aclamada teoría de la relatividad general de Albert Einstein.

Científicos descubren un sorprendente fallo en la gravedad del universoMidjourney/Sarah Romero

Durante más de un siglo, la teoría de la relatividad general de Einstein ha sido la piedra angular de nuestra comprensión de la gravedad. Esta teoría, introducida en 1915, revolucionó nuestra comprensión de la gravedad, describiéndola no como una fuerza convencional sino como una curvatura del espacio-tiempo causada por la masa y la energía. Según esta teoría, los objetos masivos como los planetas y las estrellas deforman el tejido del espacio-tiempo que los rodea, y esta curvatura es la que dicta cómo se mueven los objetos en el espacio. La relatividad general ha sido confirmada por numerosos experimentos y observaciones hasta el día de hoy, como la curvatura de la luz alrededor de las estrellas y el funcionamiento preciso de los sistemas GPS, que se basan en correcciones relativistas para funcionar con precisión. Una y otra vez, los experimentos han confirmado su exactitud.

«Este modelo de gravedad ha sido esencial para todo, desde teorizar el Big Bang hasta fotografiar agujeros negros», dijo Robin Wen, autor principal del proyecto y recién graduado en Física Matemática de Waterloo en su trabajo publicado en la revista Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Un fallo cósmico

«Hace casi un siglo, los astrónomos descubrieron que nuestro universo se está expandiendo», apunta Niayesh Afshordi, profesor de astrofísica en la Universidad de Waterloo e investigador del Instituto Perimeter. «Cuanto más lejos están las galaxias, más rápido se mueven, hasta el punto de que parecen moverse casi a la velocidad de la luz, el máximo permitido por la teoría de Einstein. Nuestro hallazgo sugiere que, en esas mismas escalas, la teoría de Einstein también puede ser insuficiente».

Sin embargo, al igual que la teoría newtoniana de la gravedad a la que superó, la relatividad general podría no ofrecernos la imagen completa de esta enigmática fuerza. El modelo actual, en cuanto a escala del nivel de cúmulos de galaxias y más allá, presenta aparentes inconsistencias con las predicciones de la relatividad general. “Es casi como si la propia gravedad dejara de coincidir perfectamente con la teoría de Einstein”, comentan los expertos. «A esta inconsistencia la llamamos ‘fallo cósmico’: la gravedad se debilita alrededor de un uno por ciento cuando se trata de distancias de miles de millones de años luz».

Simulación de agujero de gusanoMidjourney/Sarah Romero

Esta observación ha desconcertado a los científicos durante más de veinte años, por lo que se han realizado esfuerzos considerables para abordar estas discrepancias y comprender mejor las anomalías observadas. El fallo cósmico descrito por el equipo requeriría una alteración en un valor llamado constante gravitacional. 

Por ello, los científicos han desarrollado un nuevo modelo para explicar este fallo cósmico, que modifica y amplía la teoría de Einstein para eliminar estas diferencias.

Galaxias y estrellasMidjourney/Sarah Romero

Un pequeño ajuste

Este ajuste ayuda a resolver la inconsistencia en ciertas mediciones cosmológicas sin interrumpir las infinitas aplicaciones que funcionan de la relatividad general. Sería como una especie de nota a pie de página de la teoría de la relatividad general de Einstein. A escala cósmica, es cuando se aplicaría esta pequeña nota a pie de página.

El equipo sugiere que esta modificación puede implementarse incorporando una única extensión al marco cosmológico convencional, denominada modelo lambda de materia oscura fría. Con esta revisión en marcha, se espera resolver las discrepancias en las mediciones a escala cosmológica preservando lo establecido.

Utilizar este modelo que modifica la relatividad general podría ser el avance que desvele más misterios del cosmos. «Esta podría ser nuestra primera pista para resolver un rompecabezas cósmico más grande que abarca las vastas extensiones del espacio y el tiempo», señaló Afshordi.

Este hallazgo ilustra la naturaleza dinámica de la exploración científica, donde cada respuesta provoca más preguntas en la búsqueda interminable de la verdad en todos sus detalles y donde nuestro conocimiento sobre las leyes gravitacionales del universo podría no ser tan certero como pensábamos y tocaría aprender más sobre las fuerzas fundamentales que moldean nuestro cosmos.

Un pequeño ajuste en la teoríaMidjourney/Sarah Romero

Referencias: 

  • Robin Y. Wen, Lukas T. Hergt, Niayesh Afshordi, Douglas Scott. A cosmic glitch in gravity. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2024; 2024 (03): 045 DOI: 10.1088/1475-7516/2024/03/045
  • Fleury, P. (2019). Einstein’s Theory of Relativity. SpringerBriefs in Physics. https://doi.org/10.1007/978-3-030-32001-0_3.
  • Günther, H., & Müller, V. (2019). Einstein’s General Relativity Theory. The Special Theory of Relativity. https://doi.org/10.1007/978-981-13-7783-9_13.
  • Crispino, L., & Kennefick, D. (2019). A hundred years of the first experimental test of general relativity. Nature Physics, 15, 416-419. https://doi.org/10.1038/s41567-019-0519-3.

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