Anomalías gravitatorias: Un posible crisol para la Física Contemporánea
Observaciones recientes del observatorio gamma MAGIC apuntan a una posible violación de la Teoría de Relatividad y podrían restringir significativamente el actualmente sobrepoblado campo de las teorías de la unificación entre la Relatividad General y la Mecánica Cuántica. Los resultados muestran lo que podría ser el primer indicio de efectos observables de Gravedad Cuántica.
Durante los últimos 50 años el mundo de la fisica ha estado dividido entre dos grandes teorías que explican prácticamente todas las observaciones realizadas hasta la fecha: La Teoría de la Relatividad General de Einstein y la Mecánica Cuántica.
La Mecánica Cuántica nos ha permitido entender con una precisión sin precedentes el funcionamiento del electromagnetismo, del decaímiento radiactivo y nos ha permitido obtener energía del interior del átomo.
La Relatividad es nuestra teoría de gravedad, que explica el movimiento de los planetas y galaxias en términos de un espacio-tiempo que podemos imaginar como la membrana de un trampolín, que se comba y alabea en torno a los cuerpos con masa. Es en la teoría de Einstein donde se siente el retumbar de los resultados observados por el grupo del MAGIC.
Una de las bases de la Relatividad es bastante fácil de entender: nada se mueve más rápido que la velocidad de la luz. Lógicamente uno podría deducir que la luz se mueve a la velocidad de la luz… Estos resultados impactan directamente esta conclusión. El equipo estudió las emisiones de rayos gamma del agujero negro en el centro de la galaxia Markarian 501 (Mkn501). Compararon las emisiones de dos bandas distintas de energía, entre los 1.2 y 10 TeV y los 0.25 y 0.6 TeV (Tera electrón-voltios, 1012 electrón-voltios, un electrón-voltio es la energía que adquiere un electrón en un potencial eléctrico de 1 voltio).
Las observaciones apuntan a que el primer grupo de rayos gamma llegaron a la Tierra unos cuatro minutos más tarde que el segundo. Puede que parezca mucho retraso en un viaje de 500 millones de años luz, pero es la existencia misma de este retraso lo que emociona a los físicos.
Uno podría sospechar que que la diferencia en el tiempo de viaje se debe simplemente a que algunos fotones fueron emitidos más tarde, sin embargo el equipo ha descartado los efectos más convencionales y obvios antes de publicar estos resultados. Aún así, el camino es largo para mostrar que hay nueva física detras de estas observaciones.
Si realmente la velocidad de la luz depende de la energía de los fotones sería un gran descubrimiento que permitiría descartar algunas formulaciones de la Teoría de Cuerdas o la Gravedad Cuántica de Lazos. Estos resultados permitirían saber empíricamente el rango de energía a partir del cual entra en efecto la Gravedad Cuántica.
La hipotética causa del retraso puede explicarse en términos sencillos de la siguiente manera: la Relatividad General afirma que el espacio-tiempo se comba ante la presencia de energía, mientras que la Mecánica Cuántica nos dice que la energía de un fotón (los paquetes de energía que conforman la luz) depende de la longitud de onda de los fotones. La alta energía de los fotones gamma podría producir fluctuaciones cuánticas de la estructura del espacio-tiempo que se comportan como lentes gravitacionales subatómicas. Estas "lentes" serían las responsables de la diferencia entre ambos rayos gamma observados debido a que cambiarian la distancia que deben recorrer los fotones (técnicamente el camino óptico) antes de llegar a la Tierra.
Los resultados han iniciado una candente discusión entre la comunidad mundial de físicos teóricos (algunos de los blogs más conocidos discuten los resultados aquí, aquí y aquí). Podríamos tener en nuestras manos las primeras observaciones que nos lleven a completar una teoría unificada de la física: por primera vez la Filosofía de Horacio podría soñar con lo que se encuentra en los cielos y la Tierra.
Sin duda alguna son tiempos emocionantes para ser físico.
Artículos relacionados:
– El misterio de la energía oscura.
– Criterios estéticos en las teorías científicas.
– Mecánica Cuántica, Relatividad y Supercuerdas.
– La memoria del Universo.
– El tiempo puede que no exista.
– Teoría del todo.
– Neutrinos y las 11 dimensiones.
– La teoría de cuerdas (audio).
Fuente: Lic. Jesús Pineda