Explorando el «desequilibrio cósmico» en la gravedad

Estamos un paso más cerca de comprender los misterios en el borde del universo.

Un grupo de investigadores en Universidad de Waterloo La Universidad de Columbia Británica descubrió un posible «desequilibrio cósmico» en la gravedad del universo, lo que explica su extraño comportamiento a nivel cósmico.

Durante los últimos 100 años, los físicos se han basado en la teoría de la «relatividad general» de Albert Einstein para explicar cómo funciona la gravedad en todo el universo. La relatividad general, cuya exactitud ha demostrado innumerables pruebas y observaciones, indica que la gravedad afecta no sólo a tres dimensiones físicas, sino también a una cuarta dimensión: el tiempo.

“Este modelo de gravedad ha sido esencial para todo, desde la endoscopia la gran explosión Robin Wynn, autor principal del proyecto, recién graduado en física matemática en Waterloo, dijo:

Desafíos a escala global

«Pero cuando intentamos comprender la gravedad a nivel cósmico, a nivel de los cúmulos de galaxias y más allá, encontramos claras contradicciones con las predicciones de la relatividad general. Es como si la gravedad misma hubiera dejado de coincidir por completo con la teoría de Einstein. A esto lo llamamos contradicción un ‘fallo cosmológico'». «La gravedad se vuelve aproximadamente un 1% más débil cuando se trata de distancias de miles de millones de años luz».

Durante más de veinte años, físicos y astrónomos han intentado crear un modelo matemático que explique las aparentes contradicciones en la teoría de la relatividad general. Muchos de estos esfuerzos se han llevado a cabo en Waterloo, que tiene una larga historia de investigación gravitacional de vanguardia resultante de la colaboración interdisciplinaria en curso entre matemáticos aplicados y astrofísicos.

Contexto histórico y esfuerzos de investigación.

«Hace casi un siglo, los astrónomos descubrieron que nuestro universo se está expandiendo», dijo Niayesh Afshordi, profesor de astrofísica en la Universidad de Waterloo e investigador del Instituto Perimeter.

“Cuanto más lejos están las galaxias, más rápido se mueven, hasta el punto de que parecen moverse casi a la velocidad de la luz, el máximo permitido por la teoría de Einstein. Nuestros hallazgos sugieren que la teoría de Einstein, en estas mismas escalas, también puede hacerlo. ser inadecuado”.

Modificando la teoría de Einstein

El nuevo modelo de «fallo cosmológico» del equipo de investigación modifica y amplía las fórmulas matemáticas de Einstein de una manera que resuelve la inconsistencia de algunas mediciones cosmológicas sin afectar los usos exitosos existentes de la relatividad general.

«Piense en ello como una nota a pie de página de la teoría de Einstein», dijo Wen. «Una vez que llegas al Reino Cósmico, se aplican los términos y condiciones».

«Este nuevo modelo puede ser sólo la primera pieza de evidencia en el rompecabezas cósmico que estamos comenzando a desentrañar en el espacio y el tiempo», dijo Afshordi.

El estudio, titulado «Un defecto de gravedad universal», aparece en Revista de Cosmología y Física de Astropartículas.

Referencia: “Cosmic Gravity Glitch” de Robin Y. Wen, Lucas T. Herget, Niayesh Afshordi y Douglas Scott, 20 de marzo de 2024. Revista de cosmología y física de astropartículas.
doi: 10.1088/1475-7516/2024/03/045