Una teoría revisada de la gravedad no predice un Big Bang

Big BangLa Teoría del Big Bang ha formado la base de nuestra comprensión de los orígenes del universo desde que se propuso por primera vez en 1927 por parte de Georges Lemaitre. Y por una buena razón: la teoría está apoyada por las últimas observaciones y experimentos de los científicos, y está basada en la ampliamente aceptada teoría de la relatividad general. Pero los científicos siempre están al acecho de nuevas evidencias que puedan sugerir una alternativa al Big Bang. Lo último en este área de investigación procede de los astrofísicos Maximo Banados y Pedro Ferreira, que han resucitado una teoría de la gravedad de los inicios del siglo XX y descubrieron que una versión modificada de la misma puede tener alguna sorpresa.

En un reciente estudio publicado en Physical Review Letters, Banados y Ferreira han considerado la teoría de la gravedad propuesta por Arthur Eddington, un contemporáneo de Einstein. Eddington tal vez es más famoso por su viaje a la Isla del Príncipe en la costa oeste de África en 1919, donde durante un eclipse solar observó que el la gravedad del Sol efectivamente curva la luz estelar, proporcionando una de las primeras confirmaciones de la relatividad general.

Aunque Eddington desempeñó un importante papel en el desarrollo de la relatividad general, durante las siguientes décadas se interesó más por hallar una teoría que unificase la gravedad y la mecánica cuántica – una tarea que aún hoy se estudia. En 1924, Eddington propuso una nueva “acción gravitatoria” como alternativa a la acción de Einstein-Hilbert, la cual podría servir como punto inicial alternativo a la relatividad general. En astrofísica, una acción gravitatoria es el mecanismo que describe cómo la gravedad puede surgir a partir del espacio-tiempo curvado por la materia y la energía. No obstante, la teoría de la gravedad de Eddington sólo funcionaba en el espacio vacío, y no incluía ninguna fuente de energía tal como la materia, haciendo de ella una teoría incompleta.

Desde la propuesta de Eddington, los científicos han intentado distintas formas de incluir la materia en la teoría, aunque han tenido problemas. En este estudio, Banados y Ferreira han intentado una nueva forma de extender la teoría para incluir la materia usando una acción gravitatoria conocida como acción Born-Infeld.

En su análisis, los científicos encontraron que una característica clave en la teoría revisada de la gravedad de Eddington es que reproduce la gravedad de Einstein con precisión en las condiciones de vacío (sin materia), pero produce nuevas efectos cuando se añade materia. Debido a estas características, la teoría revisada tiene implicaciones especialmente para las regiones de alta densidad, tales como las de los inicios del universo o dentro de un agujero negro. Por ejemplo, la teoría predice una densidad máxima de espacio-tiempo homogéneo e isotrópico, lo cual podría tener implicaciones para la formación de agujeros negros.

Aún más intrigante es que la teoría podría llevar a una visión completamente nueva del universo que no incluye un Big Bang. En la Teoría del Big Bang, el estado del universo es una singularidad en los inicios, lo que significa que en un momento fue infinitamente pequeño. La teoría revisada de Eddington requiere una longitud mínima de espacio-tiempo en los inicios, lo que significa que el universo podría no haber sido una singularidad. La teoría predice que, dependiendo de la densidad inicial del universo, puede haber esperado durante mucho tiempo con un tamaño relativamente pequeño antes de hacerse lo bastante grande para ser controlado por la evolución cosmológica estándar. Otra posibilidad, dependiendo de las condiciones iniciales, es que el universo podría haber sufrido un rebote, resultante del colapso de un universo anterior. Cualquier tipo de universo sin singularidades resolvería el problema de la singularidad que ha molestado a los científicos en la relatividad general, dado que una singularidad no puede definirse matemáticamente.

“Tomando como punto de partida esta antigua idea, hemos terminado con una teoría que tiene la interesantísima propiedad de no tener singularidades”, dice Ferreira, Profesor de Astrofísica en la Universidad de Oxford, a PhysOrg.com. “Fue algo inesperado y no lo que estábamos buscando”.

En el futuro, Banados y Ferreira esperan realizar un análisis más detallado de la acción gravitatoria Born-Infeld. Aunque el actual estudio sólo observa el comportamiento clásico de la teoría, podría también haber un comportamiento cuántico, tal como pasa con la idea del rebote. Además, los científicos planean observar los posibles efectos de una constante cosmológica, lo cual no se ha investigado aquí. No obstante, señalan que la teoría aún está en sus primeras etapas de desarrollo conceptual, y le queda un largo camino por recorrer hasta saber cómo de precisa es.

“Las alternativas a la teoría de Einstein son posibilidades hipotéticas”, dice Ferreira. “El objetivo es tratar de encontrar alguna prueba observacional que pueda distinguir la teoría de Einstein de la que hemos propuesto nosotros”.


Más información: Maximo Banados and Pedro G. Ferreira. “Eddington’s Theory of Gravity and Its Progeny.” Physical Review Letters 105, 011101 (2010). DOI:10.1103/PhysRevLett.105.011101

Autor: Lisa Zyga
Fecha Original: 12 de julio de 2010
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Comments (13)

  1. [...] Una teoría revisada de la gravedad no predice un Big Bang http://www.cienciakanija.com/2010/07/13/una-teoria-revisada-de-la-g…  por elbichocriatura hace 4 segundos [...]

  2. RDC

    Una singularidad no puede definirse matemáticamente ni corroborarse empíricamente. Que una teoría científica abogue por una singularidad es un fracaso para la ciencia

    • Singularidad

      Pasmao me has dejao.

      Una afirmación tan categorica sin explicación, fundamentos, fuentes puede ser una opinión pero cientificamente es una bufonada digna de un niño pequeño o de adepto a una secta.

      Y como opinión es tan insulsa, breve y vacía que solo se puedo contestar con:

      Ponte a 4 patas y te vas a enterar de lo que es una singularidad bien gorda.
      Ya veras como te gusta.

      • yo

        No sé qué tienen que ver las sectas, pero seas o no científico podrías tener un poco más de respeto. Seguro que tú has estudiado mucho sobre el universo, me recuerdas a esos señores que todavía dicen que la tierra es plana. ¿Seguro que no eres tú quién está en una secta?
        Se puede estar en desacuerdo con las ideas ajenas sin insultar ni calumniar. No te creas mas inteligente que ellos ni que tienes la razón absoluta porqué no es así.

    • Matemáticamente sí se puede definir, pero es un concepto que no está delimitado.

      No sé a qué viene eso de “fracaso para la ciencia”. Una singularidad es simple y llanamente un punto que tiende al infinito. Puede que sea infinito, ¿por qué no? Hace tiempo que el universo dejó de ser un entorno mecánico, siempre predecible y completamente mesurable. Y puede no serlo, lo cual no implica que con lo que podemos saber hoy en día (o quizá hasta que nos extingamos) la aproximación sea inválida.

      Admitir que no estamos en posición de saberlo todo en este mismo instante no es un fracaso.

  3. Alcides

    Donde dice:

    “donde durante un eclipse solar observó que el la luz del Sol efectivamente curva la luz estelar”

    debe decir:

    “observó que la gravedad del Sol efectivamente curva la luz estelar”

  4. [...] Una teoría revisada de la gravedad no predice un Big Bang [...]

  5. [...] traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en Physorg, su autora es Lisa Zyga. [...]

  6. Michael Madison

    El conocimiento científico siempre es provisional. Por tanto, que se use el concepto de singularidad para definir aquello que todavía falta «matematizar» no constituye un fracaso para la ciencia, sino más bien todo lo contrario: una corroboración de que el método científico funciona correctamente. En ciencia no hay fracaso, sino aprendizaje.

  7. Gèminis

    Muy interesante esta noticia que habrà de seguir muy de cerca, imaginen nada mas, algo similar como cuando dijeron que la tierra era redonda y que no era el centro del universo.
    Impactante de confirmarse que la teorìa del big bang es errònea.
    Saludos desde Mèxico.

  8. OzzyBulla

    A mi me seduce cada vez que alguien tiende a pensar en una gravedad cuya función no es constante; que es afectadapor las masas que intervienen, las distancias en juego o, en este caso, por la presencia de materia. Lo que pasa es que me molestan mucho la materia y la energía obscura. Me parece que su introducción es análoga a la historia de cuando estaba muy bien definido el órden de os mamíferos, y cuando descubrieron al ornitorrinco, a los científicos les quedó claro que el ornitorrinco estaba equivocado.

  9. Madison, es cierto, en la ciencia no hay fracaso, sino aprendizaje, como en la vida no hay errores sino evolución. Lo que secede es que es un fracaso científico predicar el Big Bang como una teoria consistente, cuando se sustenta en una singularidad. Nada más.

  10. anonimo 2 reyes uno m y uno b

    hola jaja ni mnodo de tratar de ocultar la identidad jajaja david gimenez creo que todo los cientifico tubieron la respuesta simple pero se la complicaron por que su capacidad supero el entendimiento humano……..la gravedad no es una fuerza q nos atrae, es una fuerza que nos empuja hcia el centro de la tierra. Todos los demas astro (planetas y otros giran sobre su propio eje )por ende nos empujan por accion de la fuerza centrifuga hacia la tierra desde todos sus puntos, y la centrifuga del interior nos tira hacia fuera (pero como es menor no surge efecto…solo la precion en algun punto donde chocan) no es el punto, donde habitamos. pero si hay un punto….teoria d la tierra hueca. Si exisren razas suiperioren controlan la fuerza que emanan y la que reciben por q conocen los numeros y como manipularlos

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