Físicos dicen haber encontrado un poderoso "fallo cósmico"

Durante más de un siglo, la teoría de la relatividad general de Albert Einstein ha sido un pilar fundamental en el entendimiento de fenómenos cósmicos, desde la explicación de los agujeros negros hasta su aplicación en tecnologías como el GPS. Sin embargo, observaciones más recientes del cosmos han comenzado a mostrar discrepancias que la teoría no puede explicar totalmente.

En concreto, de acuerdo con esta teoría, la gravedad es el resultado de la curvatura del espacio-tiempo. No obstante, al observar en escalas mucho mayores, como los inmensos cúmulos de galaxias, las predicciones de Einstein parecen no coincidir con las observaciones más recientes.

Ahora, un grupo de investigadores ha descubierto un posible "fallo cósmico" en la gravedad del universo, que podría ayudar a explicar el extraño comportamiento del universo a escala cósmica.

Robin Wen, líder del estudio, publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, y reciente graduado en Física Matemática por la Universidad de Waterloo, lo explica con claridad: "Este modelo de gravedad ha sido esencial para todo, desde teorizar el Big Bang hasta fotografiar agujeros negros". 

No obstante, en las dimensiones cósmicas, la teoría muestra fisuras: "Cuando intentamos comprender la gravedad a escala cósmica, a escala de los cúmulos de galaxias y más allá, nos encontramos con aparentes incoherencias con las predicciones de la relatividad general. Es casi como si la propia gravedad dejara de coincidir perfectamente con la teoría de Einstein. Llamamos a esta incoherencia 'fallo cósmico': la gravedad se debilita en torno a un uno por ciento cuando se trata de distancias de miles de millones de años luz".

Aunque la relatividad general seguirá siendo la teoría de referencia para entender la gravedad en escalas más manejables, Wen aclara que no se trata de un cuestionamiento completo del modelo. "No es que estemos rompiendo cómo funciona tu GPS, o un agujero negro. Solo intentábamos ver si hay alguna desviación a las escalas más grandes posibles", explicó Wen a Business Insider.

Modificar la teoría de Einstein para resolver estas incoherencias

En respuesta a estos desafíos, el equipo ha propuesto un nuevo modelo que ajusta las ecuaciones de Einstein para abordar estas incoherencias sin alterar los casos en los que la teoría ha sido exitosa. 

"Piensa que es como una nota a pie de página de la teoría de Einstein", comentó Wen. "Una vez que se alcanza una escala cósmica, se aplican términos y condiciones", agregó.

Aunque una variación del 1 % puede parecer mínima, es suficiente para sugerir que podría ser necesario replantear la relatividad general. "Si este fallo existe realmente, podría ayudar a los cosmólogos a explicar algunos de los mayores misterios del universo", afirma Wen.

La Tensión de Hubble

Uno de estos misterios es la Tensión de Hubble, que se refiere a las discrepancias en las mediciones de la velocidad de expansión del universo. Las observaciones sugieren que el universo cercano se expande más rápido que las regiones más lejanas, un problema que ha desconcertado a los astrónomos durante años. Según Niayesh Afshordi, coautor del estudio, una gravedad un 1 % más débil podría reducir esta tensión, alineando mejor las mediciones de expansión del universo.

"Hace casi un siglo, los astrónomos descubrieron que nuestro universo se está expandiendo", menciona Afshordi. "Cuanto más lejos están las galaxias, más rápido se mueven, hasta el punto de que parece que se mueven casi a la velocidad de la luz, la máxima permitida por la teoría de Einstein".

"Nuestro hallazgo sugiere que, a esas mismas escalas, la teoría de Einstein también puede ser insuficiente", añadió Afshordi, quien cree que el parche que sugieren para un "fallo cósmico" es solo el principio.

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

Estudiar efectos de la energía oscura en la expansión del universo

El próximo paso para los investigadores será examinar datos del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI), que mide los efectos de la energía oscura en la expansión del universo y ha creado el mayor mapa tridimensional del cosmos hasta la fecha. Wen y su equipo esperan determinar si los fallos en la gravedad y la energía oscura están relacionados, lo que reforzaría aún más la necesidad de ajustar la relatividad general.

A pesar de lo que pueda significar el nuevo estudio, aún queda camino por recorrer para confirmar este hallazgo. "Con datos futuros en los próximos 10 años, deberíamos ver si se trata de una detección real o solo de una fluctuación debida a la potencia estadística", afirma Wen.

"Si me pidieran que apostara, seguiría apostando por la relatividad general", agrega Wen. "Funciona tan bien en muchos aspectos que es difícil saber si los modelos alternativos serán mejores. Pero tenemos que estar abiertos a estas ideas extrañas y seguir investigando".

Felipe Espinosa Wang con información de la Universidad de Waterloo, Business Insider y el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.