Investigadores de la Universidad de Ginebra han creado una nueva metodología para evaluar las teorías de Einstein y Euler sobre la expansión del universo y la materia oscura. Este enfoque innovador utiliza la distorsión del tiempo, un aspecto no explorado anteriormente. Los detalles se encuentran en un artículo publicado en ‘Nature Astronomy’.
En el corazón de Madrid, un equipo de la Universidad de Ginebra (Unige) en Suiza, está revolucionando nuestra comprensión del universo. Han desarrollado un método para poner a prueba las teorías de Albert Einstein y Leonhard Euler sobre la expansión acelerada del universo y la materia oscura, utilizando una medida hasta ahora inexplorada: la distorsión del tiempo. Su investigación se ha publicado en la revista Nature Astronomy.
Leonhard Euler (1707-1783) y Albert Einstein (1879-1955) fueron dos gigantes en el campo de la física. Euler describió los movimientos de los objetos celestes, mientras que Einstein proporcionó una comprensión de cómo estos cuerpos distorsionan el universo. Sus ecuaciones han sido puestas a prueba una y otra vez desde el descubrimiento de la materia oscura y la aceleración de la expansión del universo.
Euler, con su ecuación homónima, proporcionó una herramienta para calcular los movimientos de las galaxias en el universo. Einstein, a través de su teoría de la relatividad general, demostró que el universo no es un marco estático, sino que puede ser distorsionado por cúmulos de estrellas y constelaciones.
Sin embargo, los misterios de la aceleración de la expansión del universo y la existencia de materia oscura invisible, que se cree que representa el 85 por ciento de todo el cosmos, plantean la pregunta de si estas ecuaciones aún se mantienen. Hasta ahora, los físicos han sido incapaces de diferenciar entre una teoría que rompe las ecuaciones de Einstein y otra que rompe las de Euler.
La profesora asociada Camille Bonvin, del Departamento de Física Teórica de la Facultad de Ciencias de la Unige, y autora principal del estudio, señala: «El problema es que los datos cosmológicos actuales no nos permiten diferenciar entre una teoría que rompe las ecuaciones de Einstein y otra que lo haga con la de Euler. Esto es lo que demostramos en nuestro estudio. También presentamos un método matemático para resolver este problema. Es la culminación de 10 años de investigación».
El equipo ha desarrollado un método para medir la distorsión del tiempo, un factor que anteriormente faltaba en la validación de estas ecuaciones en el límite del universo. «Hasta ahora, sólo sabíamos medir la velocidad de los objetos celestes y la suma de la distorsión del tiempo y el espacio. Hemos desarrollado un método para acceder a esta medida adicional, y es una primicia», afirma Bonvin.
Este avance permitirá a los científicos determinar si existen nuevas fuerzas o formas de materia en el universo que violen estas dos teorías, según Levon Pogosian, profesor del Departamento de Física de la Universidad Simon Fraser en Canadá y coautor del estudio.
Este descubrimiento se integrará en misiones como la del telescopio espacial Euclid, que será lanzado en julio de 2023 por la Agencia Espacial Europea, en colaboración con la Unige, y el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI), que comenzó su misión de cinco años en 2021 en Arizona. También se utilizará en el proyecto internacional del radiotelescopio gigante Matriz de Kilómetros Cuadrados (SKA) en Sudáfrica y Australia, que comenzará sus observaciones entre 2028 y 2029.
«Nuestro método se integrará en estas diferentes misiones. Ya es el caso de DESI, del que nos hemos convertido en colaboradores externos gracias a esta investigación», subraya Camille Bonvin. El equipo ha probado con éxito su modelo en catálogos sintéticos de galaxias.
El siguiente paso será probar el método utilizando los primeros datos proporcionados por DESI, así como identificar y minimizar cualquier obstáculo o rasgo sistemático que pueda dificultar su aplicación. Este avance pone en evidencia el compromiso constante de los científicos por comprender mejor el cosmos, con la esperanza de que los misterios de la expansión acelerada del universo y la naturaleza de la materia oscura se aclaren en el futuro cercano. Este es un momento emocionante en la física, y esperamos con interés los descubrimientos que se harán en los próximos años.
