Las leyes fundamentales de la física, incluida la relatividad general de Albert Einstein, se ponen a prueba midiendo la distorsión del tiempo y el espacio a distancias muy grandes, fuera del Sistema Solar. Un estudio realizado en Ginebra y Toulouse muestra una brecha entre predicciones y observaciones.
Las leyes fundamentales de la física pretenden describir el mundo en el que vivimos: logran bastante bien su misión, sobre todo con la relatividad general de Einstein. Pero esta teoría no logra explicar la aceleración de la expansión del Universo que comenzó hace aproximadamente 5.500 millones de años: esto fue medido por primera vez en 1998. El gran físico, por su parte, vaticinó una desaceleración. Hoy en día, los científicos están aumentando sus observaciones para desentrañar lo que sigue siendo uno de los mayores misterios científicos de la actualidad.
Un equipo de las universidades de Ginebra y Toulouse III – Paul Sabatier comparó las predicciones de Albert Einstein con mediciones basadas en datos del Encuesta de energía oscura (DES), un programa internacional que mapea cientos de millones de galaxias y cataloga sus formas.
Los cosmólogos han aprovechado estos resultados de una manera innovadora: “Hasta ahora, los datos DES se utilizaban para medir la distribución de la materia en el Universo. Nosotros los usábamos para medir directamente la distorsión del tiempo y el espacio y así comparar nuestros resultados con las predicciones de Einstein”. “, explica a RTSinfo Camille Bonvin, profesora asociada del Departamento de Física Teórica de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, que dirigió este trabajo.
Porque Albert Einstein lo había teorizado: nuestro Universo se deforma con la materia que allí se encuentra, un poco como una gran tela en medio de la cual hay una piedra. Las deformaciones provocadas por la gravedad de los cuerpos celestes (las piedras) se denominan pozos gravitacionales: desvían la trayectoria de la luz, como una lente de cristal. Ahora bien, en este caso es bueno. gravitación que desvía la luz y no una lente: este efecto se llama lente gravitacional (leer cuadro).
>> Galaxias distorsionadas por lentes gravitacionales:
No estoy de acuerdo con las observaciones.
Pero esto se complica a escala gigantesca de nuestro Universo, cuando se analiza la deformación del espacio y del tiempo en un gran número de galaxias muy lejanas: en este caso, la trayectoria de la luz no se desvía como se esperaba.
Según elestudiar publicado el lunes en Nature Communications, las distorsiones de los pozos gravitacionales son menores de lo previsto por las ecuaciones de Einstein: “Tenemos un desacuerdo del 99,7%, lo que ya es una discrepancia bastante grande. En nuestra jerga científica, digamos que hay una incompatibilidad de 3 sigma con las mediciones”, subraya Camille Bonvin, y añade: “Pero esto no es suficiente para poner en duda a Einstein. 99,99994%, es decir, un umbral de 5 sigma.”
“Es fundamental contar con más mediciones, más precisas, para confirmar o refutar estos primeros resultados, y saber si esta teoría sigue siendo válida en nuestro Universo, a distancias muy grandes”, comenta en un comunicado de prensa Nastassia Grimm, estudiante de posdoctorado. del Departamento de Física Teórica de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, coautor del estudio.
Y estas medidas son el telescopio. Euclidesenviado al espacio el 1 de julio de 2023, que los traerá en marzo o abril: “Los estamos esperando con impaciencia”, se alegra Camille Bonvin. “Es más preciso porque mide desde el espacio. Examinará un período más amplio del Universo y observará un número fenomenal de galaxias: alrededor de mil millones y medio en seis años de observación nos permitirán reducir las incertidumbres. “
>> Lea el formato grande: Euclides desafiará la relatividad general de Einstein
Lucha entre la relatividad general y la energía oscura
Por ahora, la expansión acelerada del Universo se explica por la posibilidad de que exista una nueva forma de energía en el Universo, muy enigmática, llamada energía oscura: “Está en todas partes y es muy extraña, representa el 70% de nuestro Universo”; , explica Camille Bonvin. “Esta energía oscura sería como una especie de motor que acelera el Universo, pero nunca la hemos visto ni detectado”.
Los científicos aún no saben si la clave del misterio está en esta energía o si se trata de fallos en la teoría de la relatividad general que no funcionaría a distancias muy grandes.
¡Preferiría que se demostrara que Einstein estaba equivocado!
En cuanto a Camille Bonvin, su corazón y su mente de cosmóloga todavía se inclinan hacia un lado: “Son las observaciones las que nos lo dirán. Personalmente, preferiría que demostráramos que Einstein estaba equivocado. Sería triste abandonar la relatividad general… pero esta teoría quedaría subsumida en otra más amplia, tal como es el caso de Newton, que en realidad no fue dejado de lado: su teoría de la gravedad funciona para la Tierra, pero a partir de ahí. se aleja y vamos a Mercurio o a la escala del Sistema Solar, tenemos que pasar a Einstein”.
Para el físico, mantener la relatividad general añadiendo energía oscura es un camino completamente posible: “Pero si comprobamos que la aceleración del Universo se debe a la gravedad misma y al hecho de que la teoría de Einstein ya no funciona en la escala de la Universo, ¡sería realmente un salto adelante para la ciencia!”, concluye.
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Stéphanie Jaquet
