Nuevo modelo de "fallo cósmico" para explicar la gravedad del universo

Astrónomos de las universidades de Waterloo y Columbia Británica han descubierto un potencial "fallo cósmico" en la gravedad del universo, lo que explica su extraño comportamiento a escala cósmica.

El artículo se publica en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Durante los últimos 100 años, los físicos se han basado en la teoría de la "relatividad general" de Albert Einstein para explicar cómo funciona la gravedad en todo el universo. La relatividad general, cuya precisión ha demostrado innumerables pruebas y observaciones, sugiere que la gravedad impacta no solo en tres dimensiones físicas sino también en una cuarta dimensión: el tiempo.

"Este modelo de gravedad ha sido esencial para todo, desde teorizar el Big Bang hasta fotografiar agujeros negros", dijo en un comunicado Robin Wen, autor principal del proyecto y recién graduado en Física Matemática de Waterloo.

"Pero cuando intentamos comprender la gravedad a escala cósmica, a la escala de los cúmulos de galaxias y más allá, encontramos aparentes inconsistencias con las predicciones de la relatividad general. Es casi como si la gravedad misma dejara de coincidir perfectamente con la teoría de Einstein. A esta inconsistencia la llamamos "un 'fallo cósmico': la gravedad se vuelve aproximadamente un uno por ciento más débil cuando se trata de distancias de miles de millones de años luz."

Durante más de veinte años, físicos y astrónomos han intentado crear un modelo matemático que explique las aparentes inconsistencias de la teoría de la relatividad general. Muchos de esos esfuerzos han tenido lugar en Waterloo, que tiene una larga historia de investigación gravitacional de vanguardia resultante de la colaboración interdisciplinaria continua entre matemáticos aplicados y astrofísicos.

"Hace casi un siglo, los astrónomos descubrieron que nuestro universo se está expandiendo", dijo 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."

El nuevo modelo de "fallo cósmico" del equipo de investigación modifica y amplía las fórmulas matemáticas de Einstein de una manera que resuelve la inconsistencia de algunas de las mediciones cosmológicas sin afectar los usos exitosos existentes de la relatividad general.

"Piense en ello como una nota a pie de página de la teoría de Einstein", dijo Wen. "Una vez que alcanzas una escala cósmica, se aplican términos y condiciones".

"Este nuevo modelo podría ser sólo la primera pista de un rompecabezas cósmico que estamos empezando a resolver en el espacio y el tiempo", dijo Afshordi.