Un equipo de investigadores descubrió que no necesitamos mirar a las estrellas para probar varias teorías de gravedad modificada. Todo lo que tenemos que hacer es mirar hacia abajo, dentro de nuestro planeta.

Resulta que las ondas sísmicas, que viajan a través de la Tierra a diferentes velocidades y de diferentes maneras, pueden usarse para entender cómo funcionan algunos elementos ocultos en el cosmos. Entre ellos, la materia oscura y la energía oscura que constituyen el 80% del Universo.

Con “gravedad modificada” nos referimos a todas aquellas hipótesis que intentan completar los hallazgos de Einstein. Hasta ahora nuestra mejor comprensión de la gravedad proviene de la Teoría General de la Relatividad del científico, que nos dice que la gravedad es la manifestación de la flexión y deformación del propio espacio-tiempo. No obstante, desde hace décadas sabemos que este postulado está incompleto. 

La teoría de Einstein abarca solo la existencia de los agujeros negros y el comienzo del universo. Entonces, aún no tenemos la historia completa de la gravedad en nuestras manos. Es por eso que las afirmaciones de que la materia oscura y la energía oscura son entidades físicas son solo una suposición.

Pero puede que este nuevo enfoque nos ayude a revelar aquello que se sale de todas las restricciones observacionales conocidas.

Una gravedad diferente dentro de la Tierra

Capas de la Tierra / Vía Wikimedia

Los investigadores de la Universidad de Cornell aseguran que muchas propiedades de la Tierra, como su masa y su momento de inercia, pueden ayudar a probar las teorías de gravedad modificadas. Esto debido a que descubrieron algo inusual en los movimientos sísmicos que se producen en la corteza terrestre.

Bajo gravedad modificada, estas ondas se comportaban de forma diferente. Hasta ahora, los datos no sugieren ninguna necesidad de desviación del trabajo original de Einstein. Pero tal vez en un futuro podrían usarse tales datos para restringir las teorías de gravedad modificadas, es decir, probar cuáles son ciertas y cuáles son hipotéticas.

Entre las teorías más simples se cuentan las teorías f(R), que reemplazan el lagrangiano de la Relatividad General por una función del mismo, distintas reformulaciones escalar-tensorial, y la hipótesis llamada dinámica newtoniana modificada (MOND). 

Algunos de estos planteamientos sugieren que la atracción gravitacional existe porque las reglas de la gravedad están ligeramente alteradas en ciertos puntos. Otros indican que la fuerza gravitatoria entre dos objetos disminuye como una sola a lo largo de la distancia. Sin embargo, todas estas hipótesis se enfrentan a una serie de obstáculos difíciles. 

“Hemos probado la relatividad general en muchos contextos y en muchas escalas, por lo que es difícil construir una teoría que sea lo suficientemente diferente como para explicar potencialmente la materia oscura y la energía oscura. Pero aún así necesitamos encontrar una mejor teoría”.

Aleksander Kozak, investigador y autor del estudio

Tal vez necesitamos simplemente mirar hacia abajo, en la Tierra, para entenderlo todo. 

Un nuevo enfoque para entender el Universo

Geólogos midiendo ondas sísmicas / Créditos: Universal

La materia oscura parece ser la forma dominante de materia en el cosmos, ya que cada galaxia contiene hasta el 80% de esta forma invisible de materia. En cambio, la energía oscura es una fuente de energía que impregna todo el espacio-tiempo y es responsable de la expansión acelerada del mismo.

Todavía no entendemos de qué están hechos o cómo funcionan estos componentes en el sector oscuro, solo sabemos que podrían estar ahí. En esencia, porque no hay suficiente materia visible o conocida en el espacio que pueda explicarlo todo. 

Pero, curiosamente, en la Tierra hay muchos fenómenos visibles y herramientas que pueden desarrollarse para entender la gravedad por completo. 

Referencias: 

Planetary seismology as a test of modified gravity proposals https://doi.org/10.48550/arXiv.2303.17213 

Evidence of Modified Gravity May Exist Within Earth Itself, Researchers Say https://www.sciencealert.com/evidence-of-modified-gravity-may-exist-within-earth-itself-researchers-say

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