Una teor¨ªa de la gravedad que cuestiona a Einstein pasa su primera prueba experimental

El holand¨¦s Erik Verlinde acaba de provocar un peque?o terremoto al decir que la materia oscura no existe y cuestionar a Einstein y su teor¨ªa de la relatividad. La propuesta de este f¨ªsico te¨®rico de la Universidad de ?msterdam ha despertado las suspicacias entre algunos de sus colegas, mientras otros reconocen que su idea es interesante.

La inmensa mayor¨ªa de expertos piensa que las leyes formuladas por Isaac Newton hace m¨¢s de tres siglos y la relatividad aportan la mejor explicaci¨®n del universo, y la inmensa mayor¨ªa de observaciones y experimentos hasta la fecha, incluidas las ondas gravitacionales descubiertas este mismo a?o, les da la raz¨®n. Sin embargo estas teor¨ªas no sirven en el mundo de lo muy peque?o, donde las interacciones entre las part¨ªculas elementales est¨¢n gobernadas por la teor¨ªa cu¨¢ntica de campos, incompatible con la relatividad. Tambi¨¦n en el universo a grandes escalas, en galaxias, grupos de galaxias y los c¨²mulos con decenas o cientos de galaxias, la gravedad es mucho m¨¢s fuerte de la que ejerce la materia visible. Para que las ecuaciones de Einstein funcionen en estos entornos es necesario a?adir el empuje gravitatorio de la invisible materia oscura y la fuerza de la energ¨ªa oscura, que acelera la expansi¨®n del universo. Juntos, estos dos ingredientes desconocidos suponen el 95% del universo.

La propuesta de Verlinde afirma que la fuerza de la gravedad entre dos objetos muy distantes decae menos de lo que predijeron Newton y Einstein. De esta forma, solo el empuje de la materia visible y la interacci¨®n con la energ¨ªa oscura bastan para explicar el comportamiento de las galaxias.

Un equipo de astr¨®nomos de Holanda, Alemania, Reino Unido y Australia ha puesto a prueba esta teor¨ªa en observaciones de m¨¢s de 33.000 galaxias. Sus conclusiones son que tanto la teor¨ªa de Verlinde como la de Einstein sirven para explicar la curvatura de la luz por la gravedad. Pero las ecuaciones de Verlinde, resaltan los autores, explican esa distorsi¨®n sin necesidad de materia oscura.

¡°El resultado de esta primera prueba parece definitivamente interesante¡±, ha dicho Margot Brower, astr¨®noma del Observatorio de Leiden y coautora del estudio, publicado online en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. ¡°Ahora la pregunta es si esta nueva teor¨ªa sigue adelante y si se puede probar¡± a mayor escala.

?rboles en medio del mar

Como te¨®rico de cuerdas,el trabajo del holand¨¦s intenta conjugar la naturaleza cu¨¢ntica de la realidad con los conceptos de espacio y tiempo de Einstein, usando una sola teor¨ªa, un logro que ser¨ªa m¨¢s importante que la relatividad. ¡°Lo que propone Verlinde es que la energ¨ªa oscura revela que hay un entrelazamiento cu¨¢ntico de larga distancia cuyo efecto ser¨ªa modificar las ecuaciones de la gravitaci¨®n cl¨¢sicas a grandes distancias¡±, explica Jos¨¦ Luis Barb¨®n, investigador del Instituto de F¨ªsica Te¨®rica, en Madrid. ¡°Los f¨ªsicos vemos la gravitaci¨®n desde Einstein como una deformaci¨®n del espacio-tiempo, pero aqu¨ª la idea es que la elasticidad intr¨ªnseca del espacio es diferente de la habitual cuando te vas a distancias muy grandes, debido a ese entrelazamiento de larga distancia¡±, a?ade.

El argentino Juan Maldacena, uno de los f¨ªsicos te¨®ricos en cuyas ideas se ha inspirado Verlinde, destruye a su colega con una analog¨ªa. ¡°Los astrof¨ªsicos son como un navegante [...] que va en el medio del oc¨¦ano¡± y de repente se encuentran ramas de ¨¢rboles, se?ala. ¡°La teor¨ªa de la materia oscura es an¨¢loga a concluir que debe haber una isla cerca, mientras que la teor¨ªa de Verlinde es an¨¢loga a decir: ¡®Oh, hay algas con forma de ramas de ¨¢rboles que crecen en el mar" . ¡°Creo que es tan probable que su teor¨ªa sea cierta como que haya ¨¢rboles que crecen en el medio del mar¡±, remacha este f¨ªsico te¨®rico del Instituto de Estudio Avanzado de Princeton, EE UU.

Mordehai Milgrom, del Instituto Weizmann, en Israel, dice que el trabajo es ¡°muy bienvenido¡±, porque ayuda a atraer a cient¨ªficos de disciplinas como la teor¨ªa de cuerdas al desarrollo de alternativas a la relatividad. Pero considera que la idea de Verlinde es a¨²n ¡°muy preliminar¡± y ¡°est¨¢ muy lejos de haber resuelto el problema de la materia oscura con una teor¨ªa fundamental elegante¡±. Milgrom desarroll¨® en los 80 la din¨¢mica newtoniana modificada (MOND, en sus siglas en ingl¨¦s), que tambi¨¦n niega que exista la materia oscura. En su opini¨®n, la teor¨ªa de Verlinde es una derivada parcial de su propio trabajo, al que adem¨¢s el f¨ªsico holand¨¦s no habr¨ªa reconocido como debe.

Todas estas teor¨ªas alternativas ¡°naufragan bastante¡± cuando intentan describir el universo a escalas mayores, como los c¨²mulos de galaxias, as¨ª como la estructura detallada de la radiaci¨®n de fondo radiaci¨®n de fondo de microondas tras el Big Bang, advierte Barb¨®n. ¡°Las ideas de Verlinde son interesantes, pero muy vagas¡±, explica. ¡°Es enteramente posible que sean totalmente err¨®neas, aunque tambi¨¦n es posible que encierren algo de verdad, en este momento son demasiado nebulosas como para emitir un veredicto¡±, se?ala.

Verlinde no ha respondido a las preguntas de Materia. En un video facilitado por la Universidad de ?msterdam, dice que la manera de falsar su propuesta es ¡°descubrir una part¨ªcula que describa¡± el comportamiento de la gravedad ¡°en galaxias y grupos de galaxias¡±, algo que, por ahora, nadie ha logrado.