El espacio-tiempo - ese ´´tejido´´ cuya geometría puede cambiar debido a la gravedad de las estrellas, los planetas y la materia - puede no ser más que un espejismo, según Peter Hořava. Hořava, quien se encuentra en la Universidad de California, Berkeley, quiere desmembrar este ´´tejido´´ y además establecer al tiempo y al espacio libres uno del otro con el fin de encontrar una teoría unificada que reconcilie los mundos dispares de la mecánica cuántica y la gravedad. El objetivo del Premio Nobel de Física del año pasado es el grafeno, con el cual podría desbloquear la solución.
La comunidad física mundial ha empezado a utilizar la ´´herejía´´ de Hořava para explicar los gemelos misterios cosmológicos de la materia oscura y energía oscura. Otros han descubierto que los agujeros negros no se comportan como lo que pensábamos. Si la idea de Hořava es correcta, podría cambiar para siempre nuestra concepción del espacio y del tiempo y nos llevaría a una ´´teoría del todo´´, aplicable a toda la materia y las fuerzas que actúan sobre él.
Por décadas los físicos han sido obstaculizados en sus esfuerzos por conciliar la teoría general de la relatividad de Einstein, que describe la gravedad, con la mecánica cuántica, que describe el mundo subatómico de las partículas y fuerzas en las escalas más pequeñas.
El espacio y tiempo de acuerdo a la teoría cuántica son un estático telón de fondo contra el cual se mueven las partículas. En las teorías de Einstein, por el contrario, no sólo están el espacio y el tiempo inextricablemente vinculados, sino que ese espacio-tiempo resultante está determinado por la materia de su interior.
Gran parte de la motivación detrás de la búsqueda de cuadrar la relatividad y la teoría cuántica para producir una teoría de la gravedad cuántica, refleja la necesidad de comprender lo que sucedió inmediatamente después del Big Bang o lo que está pasando cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro, donde los campos gravitacionales son masivos.
Hořava encontró su solución en la física de la materia condensada, específicamente en un átomo de carbono de un átomo de grosor llamado grafeno, cuyos electrones se mueven alrededor de la superficie como bolas en una máquina de pinball y se pueden describir utilizando la mecánica cuántica. Debido a que los átomos de grafeno se mueven a sólo una fracción de la velocidad de la luz no hay necesidad de tener en cuenta la relatividad.
Sin embargo, si se enfria este grafeno al cero casi absoluto algo extraordinario sucede: los electrones se aceleran dramáticamente. Ahora las teorías relativistas tienen la necesidad de describirlos correctamente. Fue este cambio el que desató la imaginación de Hořava. Lo que impresionó a Hořava sobre el grafeno es que la simetría de Lorentz no es siempre evidente en él. Podría lo mismo ser cierto en nuestro Universo, se preguntó. Lo que vemos alrededor de nosotros hoy es un tranquilo cosmos, donde aparecen vinculados espacio y tiempo por la simetría de Lorentz, un hecho que los experimentos han establecido con una precisión asombrosa. Pero las cosas eran muy diferentes en los primeros momentos. ¿Qué pasa si la simetría que es evidente hoy en día no es fundamental para la naturaleza, sino algo que surgió conforme el universo se enfrió a partir de la bola de fuego del Big Bang, tal como ésta se desprende del grafeno cuando se enfría?
Hořava ajustó las ecuaciones de Einstein de un modo que elimina la simetría de Lorentz: una propiedad que mantiene la velocidad de la luz constante para todos los observadores, no importa qué tan rápido se muevan, el tiempo se detiene y las distancias se contraen en exactamente el mismo grado. Esto llevó Hořava a un conjunto de ecuaciones que describen la gravedad cuántica en el mismo marco que las otras fuerzas fundamentales de la naturaleza: la gravedad aparece como la fuerza de atracción debido a las partículas cuánticas llamadas gravitones, en gran parte de la misma manera que la fuerza electromagnética es transportada por los fotones . También modifica la relatividad general para incluir una dirección preferida para el tiempo - desde el pasado hacia el futuro -, la forma en que el Universo que observamos parece evolucionar.
´´De repente, tienes nuevos ingredientes para modificar el comportamiento de la gravedad a distancias muy cortas´´, dijo Hořava en una entrevista con la revista New Scientist.
Al romper en pedazos la simetría entre espacio y tiempo, la teoría Hořava altera la física de los agujeros negros – especialmente los agujeros negros microscópicos- que se pueden formar a las más altas energías, lo cual es significativo para la formación de esos agujeros negros, y si ellos son lo que parecen ser en la relatividad general ´´es una gran incógnita.´´
La gravedad de Hořava también podría ayudar a resolver uno de los grandes misterios sin resolver de la cosmología moderna: el enigma de la materia oscura, si las ecuaciones de movimiento derivadas de la relatividad general están ligeramente fuera, esto podría explicar las velocidades observadas de las estrellas y galaxias, sin que la materia oscura juegue un papel.
´´Es posible que una fracción de la materia oscura imaginada del universo pudiera estar viniendo de las correcciones a las ecuaciones de Einstein´´, dice Hořava.
Lo mismo ocurre con la energía oscura: las teorías de la física de partículas predicen la fuerza de la energía oscura en alrededor de 120 órdenes de magnitud mayores de lo que se observa, y la relatividad general no puede explicar esta discrepancia enorme. Pero la teoría Hořava contiene un parámetro que puede ser finamente ajustado para que la energía del vacío predicha por la física de partículas sea reducida al pequeño valor positivo que está en consonancia con los movimientos observados de estrellas y galaxias.
La respuesta final por supuesto vendrá con mejores observaciones a un agujero negro supermasivo – los cuales contienen regiones de intensa gravedad - que podría revelar las correcciones necesarias a la relatividad general y probar la teoría Hořava sobre la gravedad cuántica, en mucho de la misma forma como las inexplicables mediciones de la órbita de Mercurio mostraron que las leyes de Newton eran incompletas, abriendo la puerta para Einstein.
Fuente: dailygalaxy.com
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Pues bien, entonces existe o no existe la materia oscura/energía oscura?
Hagan sus apuestas señores:
Radekzelenka apuesta 100 mangos a que no existen
Avenger apuesta (peras quizás) pero apuesta que sí
Yo no apuesto mangos, prefiero manzanas, pero no se hacia donde hacerme...creo que al final de cuentas podrían no existir.
Existe o no existe la materia y la energía oscuras?