Descubrimiento inédito: científicos desmienten la teoría de la relatividad de Einstein para resolver un "rompecabezas cósmico mayor"

Un "fallo cósmico" podría reescribir la física moderna, este fenómeno podría cuestionar la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, una de las más aclamadas y que ha servido como la base de nuestra comprensión de la gravedad durante más de un siglo. 

Este inesperado descubrimiento sugiere que la relatividad general, que hasta ahora ha sido confirmada por una amplia gama de experimentos, podría no ser tan precisa a escalas cósmicas como se creía.

La teoría de la relatividad general, presentada por Einstein en 1915, cambió por completo el paradigma sobre cómo entendemos la gravedad. Según esta, la gravedad no es una fuerza en el sentido convencional, sino una curvatura del espacio/tiempo provocada por la masa y la energía. Este marco teórico ha permitido explicar una gran variedad de fenómenos, desde la órbita de los planetas hasta la formación de agujeros negros. 

Ha sido puesta a prueba y verificada en múltiples ocasiones, especialmente en mediciones de la curvatura de la luz alrededor de estrellas y en el funcionamiento de los sistemas de posicionamiento global (GPS), que dependen de correcciones relativistas para su precisión.

Sin embargo, un grupo de investigadores, encabezado por el profesor Niayesh Afshordi de la Universidad de Waterloo y Robin Wen, recién graduado en Física Matemática de la misma institución, han detectado una anomalía que sugiere que la relatividad general podría no describir con exactitud el comportamiento de la gravedad en escalas mucho más grandes, como aquellas que abarcan miles de millones de años luz. 

Los resultados de su investigación han sido publicados en el prestigioso Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Un "fallo cósmico" cambia el panorama de la física para siempre

El hallazgo sugiere que la gravedad parece debilitarse en torno a un uno por ciento en distancias de miles de millones de años luz, lo que los científicos han denominado como un "fallo cósmico". 

Según Afshordi, "hace casi un siglo, los astrónomos descubrieron que el universo se está expandiendo, y que cuanto más lejos están las galaxias, más rápido se mueven. Sin embargo, al observar esta expansión en escalas más grandes, hemos detectado que la gravedad no se comporta exactamente como predice la teoría de Einstein".

Este "fallo cósmico" implica que la teoría de la relatividad general, al igual que la ley de la gravitación de Newton, podría no ofrecer una explicación completa de cómo funciona la gravedad a escalas inmensas. "Es casi como si la gravedad dejara de seguir las reglas establecidas por Einstein cuando alcanzamos distancias cósmicas", explicó Robin Wen.

Este problema no es completamente nuevo para la comunidad científica. Durante más de dos décadas, los físicos han estado tratando de abordar discrepancias observadas en mediciones de cúmulos de galaxias y otros fenómenos a gran escala que no encajan con las predicciones de la relatividad general. Lo novedoso del estudio liderado por Afshordi y Wen es que ofrecen un nuevo modelo que podría resolver estas discrepancias.

Renovar y ajustar las teorías para comprender el cosmos

El nuevo enfoque propuesto por los científicos se basa en un pequeño ajuste en el valor de la constante gravitacional, un parámetro clave en la teoría de la relatividad general que define la intensidad de la gravedad. 

Este ajuste, aunque mínimo, podría ser suficiente para corregir las diferencias observadas en las mediciones cosmológicas sin interferir en las aplicaciones prácticas que dependen de la relatividad general, como los satélites y los sistemas GPS.

Afshordi detalló: "Este ajuste puede verse como una especie de 'nota a pie de página' en la teoría de Einstein. No cambia su validez en escalas locales, pero sí cuando tratamos de aplicarla a distancias cósmicas".

El equipo ha incorporado este ajuste dentro del llamado modelo lambda de materia oscura fría (Lambda-CDM, por sus siglas en inglés), que es el marco más aceptado para describir la evolución del universo. Este modelo se utiliza para explicar la expansión acelerada del universo y otros fenómenos cosmológicos, y con la nueva modificación, los investigadores esperan resolver muchas de las inconsistencias que han desconcertado a los científicos durante años.

La propuesta de Afshordi y su equipo sugiere que la gravedad podría ser más compleja de lo que se creía, y que la relatividad general necesita ser revisada para incluir fenómenos que ocurren a escalas extremadamente grandes. Sin embargo, esto no significa que la teoría de Einstein esté completamente equivocada, sino que, como ocurrió con las leyes de Newton, podría no ser suficiente para explicar todo lo que ocurre en el universo.

"Este podría ser nuestro primer paso hacia la resolución de un rompecabezas cósmico mayor", afirmó Afshordi, subrayando que este descubrimiento es un reflejo de la naturaleza dinámica de la ciencia. Cada respuesta abre nuevas preguntas, y el universo parece estar lleno de misterios aún por desentrañar.

Los científicos creen que este ajuste en la teoría de la gravedad no solo ayudará a entender mejor la expansión del universo, sino que también podría proporcionar nuevas pistas sobre otros fenómenos cosmológicos, como la naturaleza de la materia oscura o la energía oscura, que son fundamentales para la estructura del cosmos.

"Estamos solo comenzando a comprender las fuerzas que moldean nuestro universo, y este descubrimiento podría ser una pieza clave para completar el rompecabezas", concluyó Afshordi.

Con este avance, los científicos esperan que en los próximos años se desarrollen nuevos experimentos y observaciones que permitan confirmar la validez de este modelo ajustado y que arrojen luz sobre los enigmas que aún rodean a la gravedad y la expansión del universo.