Una nueva ecuación puede haber resuelto finalmente el 'mayor error' de Einstein

Crédito: dominio público.

En 1917, no mucho después de publicar la teoría de la relatividad general, Albert Einstein jugó un poco de gimnasia matemática con sus ecuaciones de campo, un conjunto de ecuaciones que relacionan la curvatura del espacio-tiempo con la cantidad de materia y energía que se mueve a través de una región del espacio-tiempo. En ese momento, todos pensaban que el universo era estacionario. Para que el marco de su teoría de la relatividad general tuviera algún sentido bajo estas condiciones, Einstein insertó un término llamado constante cosmológica (denotado por la letra mayúscula griega lambda).

Pero casi una década después, Edwin Hubble demostró sin lugar a dudas que el universo no era estático, sino que, de hecho, se estaba expandiendo. Al escuchar la noticia, Einstein abandonó la constante cosmológica, calificándola como el mayor error de su vida.

Sin embargo, este no fue el final. En 1998, los científicos descubrieron que el universo no solo se estaba expandiendo, sino que lo estaba haciendo a un ritmo acelerado. Una fuerza desconocida vencía a la gravedad, haciendo que las galaxias se alejaran cada vez más rápido. Esta fuerza se conoce hoy como energía oscura, y su verdadera naturaleza sigue siendo un misterio.

Irónicamente, los físicos tuvieron que volver a introducir la constante cosmológica en las ecuaciones de campo de Einstein para dar cuenta de esta nueva fuerza, que constituye aproximadamente el 70% del contenido energético del universo. Esta constante emplea un valor diferente al que habría pensado Einstein, pero la idea sigue siendo exactamente la que se le ocurrió a Einstein.

En el modelo estándar actual de cosmología, la constante cosmológica estima su valor en 10 -52 por metro cuadrado, eso es increíblemente pequeño, pero en la escala del universo, esta constante se vuelve lo suficientemente significativa como para acelerar la expansión del espacio.

La constante cosmológica también incluye energía de vacío o energía de punto cero, la densidad de energía del espacio vacío. Cuando los físicos intentan calcular su contribución a la constante cosmológica, terminan con un valor absurdo del orden de 10 120 (sí, 10 seguido de 120 ceros). La discrepancia entre los dos valores propuestos de la constante cosmológica es inaceptable, por decir lo menos.

Esto puede significar que las ecuaciones de campo originales de Einstein para la gravedad son incorrectas, pero eso es extremadamente improbable. La teoría de la relatividad general es uno de los marcos más probados en física, habiendo resistido el escrutinio una y otra vez. La detección bastante reciente de ondas gravitacionales por el experimento LIGO sugiere que la teoría de Einstein es lo mejor que tenemos hasta ahora para explicar la gravedad.

En lugar de dudar de la teoría general de la relatividad de Einstein, Lucas Lombriser, profesor asistente de física teórica en la Universidad de Ginebra en Suiza, simplemente agregó una nueva ecuación encima de las ecuaciones de campo. Esencialmente, lo que hizo Lombriser fue asumir que la constante gravitatoria (la que utilizó por primera vez Isaac Newton en sus leyes de la gravedad) puede cambiar. Sí, las constantes realmente han perdido su semántica en la física teórica moderna.

En cualquier caso, la versión de Lombriser de la relatividad general asume que la constante gravitacional permanece igual dentro del universo observable pero puede cambiar más allá de él. En otras palabras, su teoría asume que existen múltiples universos en los que vivimos en un multiverso, algunos de los cuales pueden funcionar con diferentes valores para las constantes fundamentales.

Después de tener en cuenta la masa estimada de todas las galaxias, estrellas y materia oscura del universo, Lombriser descubrió que este marco arrojaba un valor para la constante cosmológica que concuerda mucho con las observaciones experimentales. Específicamente, descubrió que el universo está compuesto por un 74 % de energía oscura, mientras que las observaciones estiman que un 68,5 % es una gran mejora, por decir lo mínimo, con respecto a la discrepancia anterior.

Desafortunadamente para Lombriser, quien publicó su trabajo en la revista Physics Letters B , no hay forma de probar su teoría, al menos no todavía.

Que es impactante. aunque, si lo piensas por un segundo, ¡incluso las malas ideas de Einstein eran brillantes!

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