La Teoría de Einstein es cuestionada

THE NEW YORK TIMES

"La Gravedad... no es sólo una buena idea. Es la Ley", dice una popular calcomanía en Estados Unidos.

La gravedad es nuestro más antiguo y familiar enemigo, la fuerza que sentimos en nuestros huesos, la fuerza que finalmente nos llevará a la tumba, desgastando nuestros órganos y tirándonos hacia abajo. Pero, por más intimidad que se tenga con ella, esta fuerza es un misterio. ¿Qué es realmente esta ley?

Para la mayoría de la gente es la ley que proclamó Isaac Newton en 1687 como la norma del cosmos, que describe cómo —pero no por qué— dos objetos se atraen mutuamente con una fuerza proporcional a sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Pero, se la ha modificado y los físicos esperan que sea modificada otra vez.

La gravedad de Newton fue reemplazada por la teoría general de la relatividad enunciada por Albert Einstein en el siglo XX. Einstein sugirió que la materia y la energía moldean el espacio-tiempo de la misma manera como una persona que duerme hunde un colchón barato, haciendo que los planetas, las pelotas de básquetbol y los rayos de luz recorran caminos curvos en vez de rectos. La teoría general de la relatividad predijo el arqueado de la luz, la expansión del universo y los agujeros negros y ha sido la base de la cosmología moderna, aunque los teóricos nunca dieron por supuesto que sería la última palabra en materia de gravedad.

Para empezar, es matemáticamente incompatible con las leyes cuánticas que gobiernan las partículas subatómicas. Para describir lo que sucede a muy pequeñas distancias o con mucha energía como las que correspondieron a los primeros momentos después del Big Bang, donde el espacio y el tiempo se vuelven discontinuos, la teoría general de la relatividad tiene que fundirse con la teoría cuántica. Es un proyecto que ha atrapado a la actual generación de físicos.

SECTOR OSCURO. Recientemente, algunos expertos se han estado preguntando en voz alta si no es tiempo de reescribir la versión de la ley de Einstein aplicada al otro extremo de la escala de longitud, a las distancias muy largas. La motivación proviene de la predominancia de lo que a veces se llama "sector oscuro" en el universo. De acuerdo con lo que hace poco tiempo se convirtió en un "modelo estándar" muy celebrado, los átomos comunes componen sólo el 5% de la "sustancia" del cosmos. El 25% corresponde a algún tipo de materia oscura misteriosa, quizá consistente en partículas elementales que quedaron del Big Bang, mientras que el resto —un impresionante 70%— consistiría de algo aun más misterioso, conocido como "energía oscura".

Es obvio que una teoría que deja sin explicar el 95% del universo, dista de ser un completo triunfo.

Ni la energía oscura ni la materia oscura han sido observadas o detectadas directamente. Cada una ha sido inferida de los efectos gravitacionales sobre la diminuta fracción de la sustancia que podemos ver. Como resultado algunos científicos han sugerido que lo que los astrónomos han descubierto en los últimos 20 años es su propia ignorancia de la gravedad.

En particular, el descubrimiento, hace cinco años, de que la expansión del universo se está acelerando bajo la influencia de una energía oscura, ha ocasionado una reevaluación de las viejas certezas. La explicación más simple de la energía oscura es algo denominado constante cosmológica, inventada por Einstein: una repulsión cósmica causada por energía que reside en el espacio vacío. Pero, los intentos de calcular esta energía han resultado en cifras 1.060 veces mayores de lo que han medido los astrónomos —tan grande que el universo hubiera estallado antes de que pudieran formarse átomos o galaxias—, lo que ha provocado la desesperación de los teóricos.

DESCONCIERTO. "Creo que estamos tan confundidos que debemos mantenernos abiertos a nuevas ideas sobre la gravedad", dijo el Dr. Michael Turner, cosmólogo de la Universidad de Chicago. Como resultado de todo esto, la literatura de la física está llena de sugerencias sobre cómo cambiar la gravedad. En el pasado otoño del hemisferio norte, durante un taller de cosmología en el Instituto Kavli de Física Teórica, en Santa Barbara, California, 20 de los 44 participantes votaron por alguna de las variantes que indicaban que Einstein se equivocó.

Algunas de estas propuestas se basan en la teoría de las cuerdas, que parece digna de ciencia ficción, y consiste en una teoría putativa de todo, que sostiene la posibilidad de que nuestro universo sea una membrana cuatridimensional de un espacio de 11 dimensiones.

La mayoría de las cuerdas vibratorias que componen las partículas y las fuerzas de la naturaleza estarían pegadas a la membrana, como la superficie vellosa de una alfombra. Pero, las cuerdas responsables de trasmitir la gravedad podrían alejarse o filtrarse al meta-espacio que rodea la membrana, al viajar a lo largo de ella desde objetos lejanos, de acuerdo con lo que indica la teoría expuesta en el año 2000 por los Dres. Gia Ovali, Gregory Gabadadze y Massimo Porrati, de la Universidad de Nueva York. Afirman que el efecto sería que las galaxias lejanas parecieran acelerar a medida que se alejan de nosotros.

En una veta cordeliana también aparece la expansión Cardasiana, así denominada por la raza villana de "Viaje a las Estrellas" e imaginada por los Dres. Katherine Freese y Matthew Lewis, de la Universidad de Michigan. De acuerdo con esa teoría, el universo se acelera debido a que otras membranas tiran de la nuestra. "Se puede tener un universo en aceleración sin que haya energía oscura", manifestó Freese.

SIMPLE. Otros vuelven atrás y directamente modifican la teoría general de la relatividad, advirtiendo que cuando Einstein la escribió, eligió las ecuaciones más simples posibles que pudieran expresar sus ideas. Quizás se necesiten ecuaciones más complejas. Ese fue el enfoque de Turner y sus colegas, los Dres. Sean Carroll y Vikram Duvvuri, de Chicago y Mark Trodden, de Syracuse. El resultado fue un universo que se aceleraría al volverse más grande y más vacío.

"Eso podría parecer una locura", indicó Turner. "Pero, no es más alocado que la idea expuesta hace 80 años de que el universo se estaba expandiendo".

El modelo deja tantas dudas como las que logra responder, pero éstos y otros similares todavía vale la pena explorarlos, señaló Carroll. "Sucede algo extraño cuando el universo llega a tener 10.000 millones de años, y ninguna de nuestras ideas actuales se pone de pie para declarar que tiene la respuesta correcta. Por tanto, debemos ser audaces".