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  • Investigación y Ciencia
  • Junio 2018Nº 501
Panorama

Física fundamental

Las teorías de la gravedad tras la tormenta cósmica

La detección simultánea de la luz y las ondas gravitacionales procedentes de una colisión de estrellas de neutrones ha permitido descartar múltiples modelos teóricos que aspiraban a explicar la energía oscura.

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El 17 de agosto de 2017 tuvo lugar un acontecimiento histórico. Por primera vez, varios observatorios de todo el mundo detectaron de manera simultánea las ondas gravitacionales y la radiación electromagnética provenientes de un mismo fenómeno astrofísico. El suceso en cuestión fue una colisión de estrellas de neutrones ocurrida en una galaxia lejana, a unos 130 millones de años luz de la Tierra. A pesar de la gran distancia recorrida, ambas señales, la gravitatoria y la electromagnética, llegaron a nuestro planeta casi al mismo tiempo, con poco menos de dos segundos de diferencia.

Aquello confirmaba con una precisión asombrosa una predicción clave de la teoría de la relatividad general de Einstein: que las ondas gravitacionales viajan a la misma velocidad que la luz. Por simple que parezca, este resultado permite abordar desde una nueva perspectiva uno de los mayores problemas a los que se enfrenta la cosmología moderna: desentrañar la naturaleza de la energía oscura, el misterioso agente responsable de la expansión acelerada del universo.

En los últimos años, los intentos por explicar la energía oscura han llevado a la formulación de varias teorías de la gravedad alternativas a la de Einstein. En muchas de ellas, la luz y la radiación gravitatoria no se propagan a la misma velocidad, por lo que el evento registrado en 2017 nos ha permitido descartarlas. En un trabajo publicado a finales del año pasado en Physical Review Letters, José María Ezquiaga, del Instituto de Física Teórica de Madrid, y el autor de este artículo analizamos con detalle qué clase de modelos quedaban invalidados tras el fenómeno observado en agosto de 2017. Como veremos, el conjunto de teorías que podrían dar cuenta de la energía oscura se ve drásticamente reducido, lo que indica la necesidad de nuevas ideas.

 

Rayos y truenos cósmicos
La gravedad es algo tan cotidiano que resulta fácil olvidarla. No fue hasta 1686 cuando Newton entendió que la fuerza que nos mantiene unidos al suelo es también la responsable del movimiento de los planetas. La teoría de Newton permite predecir eclipses, calcular la trayectoria de proyectiles o enviar robots a Marte. Pero, a pesar de sus éxitos, en 1915 Einstein presentó una teoría de la gravedad que extendía la de Newton. Una de las consecuencias más importantes de la teoría de Einstein es que el universo no es estático, sino que se expande con el paso del tiempo.

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