La gravedad modificada falla a grandes distancias

Las sugerencias de que la ley del cuadrado inverso de Newton es dudosa a escalas astronómicas puede haber sido podría haber sido descartada mediante un estudio de las órbitas planetarias realizado en Italia. Lorenzo Iorio de la Universidad de Bari ha calculado que las modificaciones de la ley de Newton para operar en distancias mayores de una décima parte de la distancia de la Tierra al Sol no son compatibles con las órbitas conocidas de Mercurio y la Tierra (arXiv.org:0708.1080v3).

Para describir una “Teoría del Todo” con éxito, los físicos necesitan saber por qué la gravedad es mucho órdenes de magnitud más débil que cualquier otra fuerza fundamental de la naturaleza. Una explicación es que la gravedad se filtra a las dimensiones extra, dejándonos sentir sólo una pequeña fracción de su fuerza atractiva.

La mayor parte de teorías predicen que estas dimensiones no serían mayores de un milímetro aproximadamente. Pero algunos dicen que las dimensiones extra podrían no ser compactas, lo que significa que podrían tener lugar extraños efectos gravitatorios a distancias astronómicas. En el pasado, tales efectos de largo alcance se han usado para explicar las extrañas trayectorias de las sondas ya sin uso de la NASA, Pioneer 10 y 11, que parecen verse afectadas por una pequeña fuerza adicional conforme abandonan el Sistema Solar.

El estudio de Iorio, no obstante, desacredita estas ideas de efectos de largo alcance. Ha examinado una clase general de teorías que añaden modificaciones “Yukawa” a la ley del cuadrado inverso de Newton de la gravitación, lo cual permite a la fuerza atractiva de la gravedad caer más o menos rápidamente con la distancia. Entonces calculó cuantas modificaciones distintas afectarían al “perihelio” de variación temporal Newtoniano – el punto más cercano en una órbita al Sol – de la Tierra y Mercurio.

Los físicos pueden simular cómo el perihelio de los planetas cambia con el tiempo con una precisión razonable usando las teorías de la gravedad de Newton y Einstein, pero siempre tienen que hacer pequeñas correcciones para que encajen con los datos observacionales. Iorio ha comprobado si los tamaños de sus efectos calculados a partir de distintas modificaciones Yukawa son lo bastante pequeños para encajar con estas correcciones.

Encontró que las modificaciones compatibles eran aquellas que funcionaban en un rango inferior a una décima parte de la distancia de la Tierra al Sol, o 0,1 UA. Sin embargo, advierte que se necesitan más pruebas de otros perihelios antes de poder descartar con certeza las modificaciones de Yukawa con un rango de más de 0,1 UA.

Orfeu Bertolami, físico teórico del Instituto Superior Técnico en Portugal, secunda la advertendia de Iorio. “No estoy seguro de que el estudio del perihelio de algunos planetas sea suficiente para llegar a una conclusión definitiva”, dijo a physicsworld.com. “Una nueva contribución para la fuerza gravitatoria afecta a toda la órbita de los planetas y no sólo a su movimiento de perihelio”.


Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 24 de agosto de 2007
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Comments (3)

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