Nueva confirmación de la teoría de la relatividad general de Einstein a gran escala Copiar al portapapeles
POR: Luis Moctezuma
21 noviembre, 2024
Un mapa de cerca de 6 millones de cúmulos de galaxias ayudó a conseguir una nueva confirmación de la teoría general de Einstein. Para el estudio se recurrió al Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI, por sus siglas en inglés).
El estudio abarcó 11 mil millones de años de historia cósmica. Las observaciones coinciden con las predicciones de la teoría general de la Relatividad.
La gravedad que da forma a la estructura del universo
La presencia de la gravedad y la atracción que produce ha creado pequeñas diferencias entre la cantidad de materia en los inicios del universo y la que existe actualmente. Los datos obtenidos con DESI permiten seguir el crecimiento de la estructura cósmica en los últimos 11 mil millones de años. Se trata de la prueba más precisa de gravedad a gran escala de la gravedad.
DESI es un proyecto de colaboración internacional en el que participan más de 900 investigadores de 70 instituciones alrededor del mundo. El Departamento de Energía del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) es el encargado de administrarlo.
En el nuevo estudio realizado en Berkeley Lab, los investigadores de DESI confirmaron que la gravedad se comporta como predice la teoría general de la relatividad de Albert Einstein. Los resultados validan a nuestro modelo principal del universo y limitan a las posibles teorías que consideran una gravedad modificada y que explican algunas observaciones inesperadas.
“La relatividad general ha sido muy bien probada a escala de los sistemas solares, pero también necesitábamos probar que nuestra suposición funciona a escalas mucho más grandes”, menciona en un comunicado de Berkeley Lab Pauline Zarrouk, quien participó en el estudio. Ella es cosmóloga en el Centro Nacional de Investigación Científica de Francia (CNRS) y trabaja en el Laboratorio Nuclear de Física de Energía Alta (LPNHE).
“Estudiar la velocidad a la que se forman las galaxias nos permite probar directamente nuestras teorías y, hasta ahora, estamos alineados con lo que predice la relatividad general en escalas cosmológicas”, agrega Zarrouk.
Además, el estudio provee nuevos límites máximos a la masa de los neutrinos, que es la única partícula fundamental de la que no se ha medido de forma precisa su masa. En experimentos previos con masas de tres tipos de neutrinos se habían establecido límites menores al que provén los resultados de DESI.
Los resultados se publicaron en diferentes artículos que por ahora se pueden consultar en el sitio web del DESI. De ellos hay tres principales y 5 de acompañamiento. Los documentos están almacenados en el repositorio arXive.
El análisis se realizó a partir de cerca de 6 millones de galaxias y quásares. Con esto fue posible mirar 11 mil millones de años hacia el pasado.
Las observaciones de DESI se han realizado durante un año. Ofrece la medición más precisa hasta ahora sobre el crecimiento estructural del universo.
Los resultados recientes son una extensión de un mapa en tercera dimensión publicado en abril. En él se mostraba la evolución de la materia oscura a través del tiempo. Para obtener estos datos fueron necesarios varios meses de trabajo adicional.
“Esta es la primera vez que DESI ha examinado el crecimiento de la estructura cósmica. Estamos mostrando una nueva y tremenda capacidad para sondear la gravedad modificada y mejorar las limitaciones de los modelos de energía oscura. Y es solo la punta del iceberg”, señala Dragan Huterer. Él es profesor en la Universidad de Michigan y participa en el grupo DESI interpretando información.
El instrumento DESI es capaz de capturar la luz de 5 mil galaxias de forma simultánea. Actualmente se encuentra en su cuarto año de investigación celeste. Con él se planea obtener datos de cerca de 40 millones de galaxias y quásares hasta el fin del proyecto.
El instrumento DESI se encuentra montado en el Telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak, en las Montañas Quinlan, en el desierto de Arizona. Es auspiciado por la Fundación Nacional de Ciencia.
Se espera que para la primavera de 2025 pueda presentarse la actualización en las mediciones de energía oscura y la historia del universo. Por ahora ha permitido confirmar una vez más, y en esta ocasión a gran escala, que la teoría de la relatividad general es correcta y coincide con el comportamiento del universo.