Confirman la relatividad general en escalas grandes

Espacio-tiempo

Un equipo de astrofísicos estadounidenses y suizos ha comprobado que la teoría de la relatividad general de Einstein funciona a escalas tan grandes como las que separan las galaxias, según publica hoy la revista Nature. Para realizar el estudio los investigadores se han basado en una muestra de unas 70 000 galaxias y han definido un nuevo parámetro de cuantificación.

Un grupo de científicos del Observatorio de la Universidad de Princeton (EE UU) y del Instituto de Física Teórica de la Universidad de Zurich (Suiza) han puesto a prueba la teoría de la relatividad general de Einstein y concluyen que realmente funciona a escalas grandes, entre dos y 50 megapársecs (un pársec equivalente a 3,2616 años luz) en un desplazamiento hacia el rojo de 0,32 dentro del espectro.

“Hemos realizado la primera medida de una cantidad que puede detectar desviaciones de la relatividad general, y la medida confirma las predicciones de ésta, por lo que aumenta nuestra confianza en la teoría y en el marco cosmológico actual”, explica a SINC Reinabelle Reyes, autora principal del estudio que hoy publica Nature e investigadora en la Universidad de Princeton.

Para ver si la relatividad general se aplica a grandes escalas, el equipo ha analizado una muestra de unas 70.000 galaxias del catálogo Estudio Digital del Cielo Sloan (SDSS), y ha definido una cantidad denominada “EG”, que combina medidas y datos sobre “lentes gravitacionales débiles, cúmulos de galaxias, y velocidad de crecimiento de estructura a gran escala”.

La predicción relativista

Los resultados reflejan que en escalas grandes de decenas de megapársecs el valor de EG es cerca de 0,39, de acuerdo con la predicción relativista general que indica una cifra de aproximadamente 0,4.

El test permite potencialmente la discriminación definitiva entre la relatividad general y otras teorías de gravedad, pero de momento la precisión de las medidas solo permiten excluir algunos modelos alternativos.

Dentro del marco de la relatividad general, la gravedad surge de la geometría del espacio y el tiempo. A pesar de la aceptación de la teoría de la relatividad general, hasta ahora no había sido suficientemente probada en largas distancias cosmológicas, y los experimentos precisos se habían desarrollados solo en el Sistema Solar.


Referencia bibliográfica: Reinabelle Reyes, Rachel Mandelbaum, Uros Seljak, Tobias Baldauf, James E. Gunn, Lucas Lombriser y Robert E. Smith. “Confirmation of general relativity on large scales from weak lensing and galaxy velocities”. Nature 464, 11 de marzo de 2010.

Fecha Original: 10 de marzo de 2010
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Comments (3)

  1. Fer137

    Salvo el pequeño detalle añadido de que para que cuadre a grandes distancias deben suponer que hay un 70% de ‘energia oscura’ y un 20% de ‘materia oscura’ de la que nadie tiene ni idea de lo que podría ser ni se ha visto en ningun sitio.

  2. Aparte del comentario del compañero Fer137, lo cierto es que, de momento y mientras no se demuestre lo contrario, desde hace cerca de un siglo, la Relatividad general de Einstein no deja de adquirir consistencia y, cada día, aporta un poco más a la cosmología. No podemos negar que las ecuaciones de campo de la relatividad general de Einstein (con la ayuda de Riemann) es uno de los mayores logros de la mente humana.

    Es verdad, lo que nos dice el compañero Fer137 y que la materia del universo es algo muy confuso para nosotros. El universo real está en función de la densidad crítica que es la densidad media de materia requerida para que la gravedad detenga la expansión del universo.

    Un universo con una densidad muy baja se expandirá para siempre, mientras que uno con densidad muy alta colapsara finalmente. Un universo con exactamente la densidad crítica, alrededor de 10 exp.29 g/cm3, es descrito por el modelo de universo de Einstein-de Sitter, que se encuentra en la línea divisoria de estos dos extremos.

    Pero la densidad media de materia que puede ser observada directamente en nuestro universo no representa la cantidad necesaria para generar la fuerza de gravedad que se observa en la velocidad de alejamiento de las galaxias, que necesita mucha más materia que la observada para generar esta fuerza gravitatoria, lo que nos da una prueba irrefutable de que ahí fuera, en el espacio entre galaxias, está oculta esa otra materia invisible, la “materia oscura”, que nadie sabe lo que es, cómo se genera o de qué esta hecha.

    Así que, cuando seamos capaces de abrir esa puerta cerrada ante nuestras narices, podremos por fin saber la clase de universo en el que vivimos; si es plano, si es abierto e infinito, o si es un universo que, por su contenido enorme de materia es curvo y cerrado. Todos los indicios nos dicen que la Densidad Crítica está próxima a la ideal, con lo cual, nos expandiremos para siempre y, las galaxias seguiránm alejandose de nosotros para siempre.

    Pero la respuesta a la pregunta de cuanta materia representa el Omega negro, aún sin saber exactamente cuál es la densidad crítica del universo, sí podemos contestarla en dos vertientes, en la seguridad de que al menos una de las dos es la verdadera.

    a) Si el universo es abierto y se expande para siempre, cada vez se hará más frió, las galaxias se alejarán las unas de las otras, la entropía hará desaparecer la energía y el frió será tal que la temperatura alcanzará el cero absoluto, -273ºK. La vida no podrá estar presente.

    b) Si el universo es cerrado por contener una mayor cantidad de materia, llegará un momento en que la fuerza de gravedad detendrá la expansión de las galaxias, que poco a poco se quedarán quietas y muy lentamente, comenzaran a moverse en el sentido inverso; correrán ahora las unas hacia las otras hasta que un día, a miles de millones de años en el futuro, todo la materia del universo se unirá en una enorme bola de fuego, el Big Crunch.

    Se formará una enorme concentración de materia de energía y densidad infinitas. Habrá dejado de existir el espacio y el tiempo. Nacerá una singularidad que, seguramente, dará lugar a otro Big Bang. Todo empezará de nuevo, otro universo, otro ciclo ¿pero aparecemos también nosotros en ese nuevo universo? Al decir nosotros, como podréis comprender, me estoy refiriendo a seres humanos como los que ahora forman nuestra especie.

    Bueno, parece que la opción más acertasda sería la a) y, en cuanto al Universo oscilante, no parece que la materia del nuestro pueda provacar un Big Crunch, aunque de todas las maneras, con seguridad y certeza, ¿qué podemos decir?

    Leyendo los artículos de Ciencia que cada día podemos leer aquí, uno se puede dar cuenta de lo mucho que nos queda por aprender.

    Para cerrar el comentario en relación al tema central, sólo cabe decir que Einstein, aunque se apoyó en “saberes” de otros (como todos), nos dejó unas teorías que, un siglo después siguen dando un fruto increíble y, sobre todo la Relatividad General, según mi parecer, aún tiene mucho que decir en Física.

    En realidad, la cosmología moderna no empezó hasta que la RG vio la luz, allí comenzó un nuevo camino que nos llevaría directamente al entendimiento del Universo que, está cohexionado por medio de esta fuerza que primero nos explicó Newton y más tarde, refinó Einstein.

    Esperad a que podamos entender los mensajes que nos envían las ondas gravitatorias que nos envian los agujeros negros y otros objetos supermasivos que predicen las ecuaciones de campo de la Relatividad General, ¿que Universo veremos entonces?

  3. Hola

    La teoria General de la Relatividad explica bien ciertos fenomenos que la teoria clasica de Newton no podia.Sin embargo ,basandome en la Relatividad Especial,he podido crear una Teoria Relativista de la Gravitacion que explica los tres efectos relativistas en la gravedad (precesion de los perihelios,deflexion de la luz en el campo gravitatorio,dilatacion gravitacional del tiempo)

    http://www.telefonica.net/web2/casanchi/fis/teogravi01.htm

    La cual sin embargo difiere de la RG de Einstein

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