Refutar a Einstein es uno de los grandes retos de la física. Ni cambiando de escala lo logramos

Muy a menudo la ciencia avanza entre las grietas de las teorías dominantes. Un ejemplo de esto es la teoría de la relatividad, que significó un paso más allá de la gravitación newtoniana. Este es uno de los motivos por el que científicos de todo el mundo buscan poner a prueba viejas teorías como la de Einstein.

Algo que es más fácil decir que hacer.

Subiendo el nivel. Un nuevo experimento ha puesto a prueba las teorías la teoría de la relatividad postulada hace más de un siglo por Albert Einstein, y lo ha hecho a una escala mayor que nunca, mediante el estudio de millones de galaxias. El resultado: los postulados del físico alemán siguen aún vigentes.

DESI. Este último experimento ha corrido a cargo del proyecto DESI (The Dark Energy Spectroscopic Instrument). Esta colaboración en la que participan más de 900 investigadores de 70 instituciones distintas lleva años observando los movimientos de galaxias en buena parte del universo observable.

El proyecto ha estudiado ya 6 millones de galaxias ubicadas en un amplio rango de distancias lo que implica que puede así abarcar tanto movimientos de galaxias que se produjeron hace 11.000 millones de años como los movimientos de galaxias más jóvenes y cercanas. En unos años se espera que el proyecto acumule información sobre las posiciones y propiedades de 40 millones de galaxias distintas.

Revalidando a Einstein. Sin embargo el análisis de estas primeras observaciones está dando ya resultados. El equipo de DESI comparó los movimientos galácticos observados con predicciones basadas en distintos modelos de gravedad.

Esto incluía por una parte un modelo basado en la teoría de la gravedad asociada al trabajo de Einstein, y por otra modelos basados en teorías posteriores como la de la gravedad modificada. La comparativa mostró que los modelos basados en la relatividad se ajustaban mejor al movimiento observado de las galaxias.

“Estos datos nos permiten estudiar con qué rapidez se han formado las estructuras más grandes del cosmos y así poner límites en la teoría de gravitación de Einstein en escalas cosmológicas muy superiores a las escalas del sistema solar”, señala en una nota de prensa Héctor Gil Marín, miembro del equipo. “Por ahora los resultados encajan perfectamente con las predicciones de la teoría de la Relatividad General de Einstein”.

Universalidad. Según explica el equipo responsable del estudio, la teoría de la relatividad ha sido puesta a prueba y revalidada en numerosas ocasiones en laboratorio, así como en escalas estelares. Sin embargo la universalidad de las leyes también requiere que puedan adecuarse a las escalas más extremas como la escala cósmica.

El problema del neutrino. El trabajo de DESI también ha servido para indagar en la escala diametralmente opuesta a la del universo observable: la de las partículas subatómicas. La masa del neutrino es una de las incógnitas aún persistentes en la física de partículas.

Hasta ahora teníamos algunas estimaciones que acotaban la masa máxima y mínima que podían tener estas partículas. Sabíamos por ejemplo que la suma las masas de los tres tipos de neutrinos debía ser al menos de 0,059 electronvoltios dividido por la velocidad de la luz al cuadrado (eV/c2). Los resultados del proyecto acotan la masa maxima de esta suma a un máximo de menos de 0,071 eV/c2.

El proyecto cuenta con un catálogo de publicaciones en las que se da cuenta de metodologías y resultados de sus experimentos.

Apunten en sus agendas. Los resultados de DESI aún tienen margen de mejora. Los responsables del proyecto adelantaban que nuevos resultados serán publicados en marzo de 2025, resultados que contarán con una base de datos notablemente más amplia.

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Imagen | KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/T. Slovinský