Una teoría publicada a principios de este año afirma que nuestra comprensión de la gravedad, que fue propuesta por primera vez por Einstein, podría estar completamente equivocada.
Ahora, por primera vez, esta controvertida teoría ha sido probada experimentalmente.
Un estudio independiente sobre la distribución de la gravedad alrededor de más de 30.000 galaxias encontró evidencia para respaldar la nueva teoría, la cual de ser confirmada podría reescribir la física por completo.
El profesor Erik Verlinde de la Universidad de Amsterdam publicó la “Hipótesis de la gravedad de Verlinde” a principios de este año.
La idea era resolver el misterio de la materia oscura.
Al estudiar estrellas y galaxias, los astrónomos encontraron que las fuerzas de la gravedad parecen ser más fuertes de lo esperado.
Las regiones externas de las galaxias, al igual que nuestra propia Vía Láctea, giran mucho más rápidamente alrededor del centro de lo que puede ser explicado por la cantidad de materia ordinaria como estrellas, planetas y gases interestelares.
Tradicionalmente, los físicos han explicado esta inconsistencia suponiendo que debe haber algo más allá que no podemos ver y que llaman materia oscura.
Las partículas de materia oscura nunca han sido observadas, a pesar de muchos esfuerzos para detectarlas. Los astrónomos actualmente infieren su presencia a través de la observación de ciertos efectos gravitacionales sobre la materia que podemos ver.
El profesor Verlinde dice que necesitamos repensar la gravedad, quitando completamente la materia oscura de la ecuación.
Para ello, su polémica teoría sugiere que la gravedad no es una fuerza fundamental de la naturaleza en absoluto, sino más bien un “fenómeno emergente”.
La teoría del profesor Verlinde comenzó como un documento publicado en 2010 y no había sido probada hasta ahora.
Un equipo de investigación de la Universidad de Leiden, en los Países Bajos, finalmente parece haber proporcionando la primera evidencia experimental de que la controvertida hipótesis podría ser verdad.
El equipo, liderado por la astrónoma Margot Brouwer del Observatorio de Leiden, examinó de cerca la distribución de la materia en más de 30.000 galaxias.
Encontraron que la distribución podía explicarse sin la materia oscura al usar la hipótesis de la gravedad de Verlinde.
Los investigadores utilizaron la “lente gravitacional” – un efecto visual en el cual las galaxias más cercanas a la Tierra doblan la luz emitida por otras galaxias más distantes, una forma bien establecida para medir la masa de una galaxia.
La gravedad de las galaxias dobla el espacio, de modo que la luz que viaja a través de este espacio también se dobla.
Esta flexión de la luz permite a los astrónomos medir la distribución de la gravedad alrededor de las galaxias, incluso hasta distancias cien veces mayores que la propia galaxia.
El equipo hizo predicciones sobre las galaxias usando tanto la teoría clásica de la relatividad de Einstein como la hipótesis de Verlinde sobre la gravedad.
Entonces compararon las dos viendo cómo estas predicciones coincidían o no con sus observaciones.
Encontraron que mientras que ambas teorías de la gravedad hicieron predicciones correctas sobre las galaxias, la hipótesis de Verlinde lo hizo sin usar “parámetros libres”.
Los parámetros libres son valores que pueden ser ajustados – esencialmente significa “tocar” los valores para asegurar que las observaciones sobre una galaxia coincidan con la hipótesis inicial.
Los investigadores que midieron las galaxias dijeron que factorizar la energía oscura en sus ecuaciones significaba que tenían que usar cuatro de estos parámetros libres.
“El modelo de materia oscura en realidad encaja ligeramente mejor con los datos que la predicción de Verlinde”, dijo al New Scientist el autor principal y estudiante de doctorado, Margot Brouwer.
“Pero entonces, si tomas en cuenta matemáticamente el hecho de que la predicción de Verlinde no tiene parámetros libres, mientras que la predicción de la materia oscura sí lo hace, entonces encontrarás que el modelo de Verlinde funciona un poco mejor”.
Si la teoría sortea más pruebas podría destronar más de 100 años de física e incluso reemplazar por completo a la teoría de la materia oscura.
La hipótesis del profesor Verlinde podría conducirnos a una “teoría de todo” que combine el mundo observable de la física clásica con la esquiva mecánica cuántica.
Describiendo su teoría el mes pasado, el profesor Verlinde dijo al sitio de noticias holandés NOS: “Nuestras ideas actuales sobre el espacio, el tiempo y la gravedad necesitan urgentemente ser repensadas”.
Hace tiempo que sabemos que la teoría de la gravedad de Einstein no funciona con la mecánica cuántica.
“Nuestras conclusiones están cambiando drásticamente y creo que estamos en vísperas de una revolución científica”.
La nueva teoría, llamada “Gravedad Emergente“, sugiere que la gravedad viene como un efecto secundario de la entropía del universo.
La entropía describe la cantidad de desorden en un sistema.
El profesor Verlinde tomó la entropía del universo y la utilizó para adaptar una teoría llamada el Principio Holográfico de Gerard ‘t Hooft.
Dice que la gravedad emerge de los cambios de bits fundamentales de información, almacenados en la estructura del espacio-tiempo.
“A grandes escalas, al parecer, la gravedad no se comporta como predice la teoría de Einstein “, dijo el experto.