* 2004 Una nueva teoría que desmantelaría la energía oscura. Jacob Bekenstein

Una posibilidad es la llamada teoría de la gravedad relativista covariante, formulada en 2004 por Jacob Bekenstein. Está basada en una versión modificada de la teoría newtoniana publicada en 1983 por Mordehai Milgrom. Según este físico israelí la teoría de Newton no se aplica bien a regiones de densidad de materia extremadamente baja. Según él la gravedad era más intensa en sistemas difusos y esto puede explicar el movimiento de las estrellas en las regiones exteriores sin tener que hace uso de la invisible y misteriosa materia oscura. Así, de igual modo que la teoría newtoniana no se aplica en campos gravitatorios intensos, que debe ser sustituida por la einsteniana, quizá hubiera que proponer una nueva teoría para regiones con campos muy débiles.

Fuente: La ciencia de tu vida

¿Nos enfrentamos con una nueva física? Eso es lo que piensan unos cuantos astrofísicos, que sospechan que nos encontramos a las puertas de una nueva teoría de la gravedad. “Desde la década de 1970 los astrónomos saben que las regiones más externas de las galaxias parecen violar las leyes de la gravitación newtoniana”, dice John D. Anderson. Entonces se esperaba que las estrellas de esas zonas viajaran a una velocidad orbital que se hace menor a medida que nos alejamos del centro galáctico. Pero esto no es lo que se observa, sino que todas las estrellas situadas en el borde de la galaxia se mueven a la misma velocidad independientemente de los cerca o lejos que estén del centro galáctico. Esta observación fue el motivo por el cual se postuló la existencia de una materia oscura -pues es invisible a nuestros telescopios- que envuelve la galaxia como la cáscara de una naranja. De este modo se salva de la debacle la teoría newtoniana de la gravedad, aunque sea a costa de postular una materia desconocida, totalmente distinta a los elementos de la tabla periódica y sobre la que no existe la más mínima evidencia de qué puede tratarse. Esto es un caramelo para los físicos teóricos, pues tienen patente de corso para estirar sus teorías y sacar de la chistera partículas de lo más peregrinas. Y si todo esto fuera poco, esta misteriosa materia oscura es indetectable, salvo por esta traza gravitatoria. Claro que… ¿y si no existiera?

La materia oscura se enfrenta a un peculiar reto: han pasado más de 70 años desde que fuera postulada su existencia y todavía seguimos sin saber qué es y ni tan siquiera hay una observación directa que nos confirme que está ahí. En la actualidad hay una decena de experimentos en marcha -en laboratorios subterráneos como el de Canfranc en el Pirineo aragonés- esperando ver una partícula de materia oscura chocando con un núcleo atómico; otros doce pretenden detectar la aniquilación de una pareja de partículas de materia oscura mientras que otros científicos esperan que el LHC de Ginebra, el famoso acelerador inaugurado hace un año y que se estropeó al poco tiempo, pueda producirlo. Pero ante esta sequía de pruebas lo que la física teórica está pidiendo es un acto de fe.

Semejante situación ha sembrado un bien fundado escepticismo entre algunos cosmólogos. Científicos del Fermilab de Chicago, Scott Dodelson y Michele Liguori buscan pruebas que justifiquen la existencia de una nueva teoría de la gravedad capaz de explicar la estructura a gran escala del universo. “Debemos estar condenadamente seguros de que no podemos explicar el universo de otro modo que no sea aceptando la materia oscura”, dice Dodelson. El camino al que apuntan es modificar la teoría de Einstein, hacerla más precisa, del mismo modo que Einstein completó la teoría de la gravedad de Isaac Newton.

Una posibilidad es la llamada teoría de la gravedad relativista covariante, formulada en 2004 por Jacob Bekenstein. Está basada en una versión modificada de la teoría newtoniana publicada en 1983 por Mordehai Milgrom. Según este físico israelí la teoría de Newton no se aplica bien a regiones de densidad de materia extremadamente baja. Según él la gravedad era más intensa en sistemas difusos y esto puede explicar el movimiento de las estrellas en las regiones exteriores sin tener que hace uso de la invisible y misteriosa materia oscura. Así, de igual modo que la teoría newtoniana no se aplica en campos gravitatorios intensos, que debe ser sustituida por la einsteniana, quizá hubiera que proponer una nueva teoría para regiones con campos muy débiles.

La propuesta inicial de Milgrom ha sido retomada, completada y corregida por de Bekenstein. Pero todavía hay mucho camino por recorrer. “Debemos comprobar todas las predicciones de la nueva teoría y compararla con el paradigma de la materia oscura para ver si es una alternativa viable”, añade Liguori. Si fuera así las campanas tañerían a muerto por la materia oscura, a pesar de que su introducción ha resulto muchos problemas. Pero, como dice Dodelson, “hasta que no observemos la materia oscura, podemos ser escépticos”.

Otro físico, John Moffat, ha propuesta una teoría gravitacional no-simétrica que también intenta explicar el misterio de la materia oscura. En esencia trata de conseguir lo que Einstein intentó hacer en los últimos años de su vida… y fracasó: encontrar una teoría unificada de campos. El asunto es bastante técnico y todo reside en comparar las ecuaciones del campo electromagnético con las del gravitatorio. Entre ellas hay una peculiar diferencia que si se solventase apuntaría a “la existencia de una nueva fuerza fundamental en el universo”, dice Moffat.

Las complicaciones matemáticas de este aventura científica son de dimensiones homéricas y hasta el momento solo se han podido encontrar aproximaciones a lo que sería una nueva teoría, pero los pocos físicos que trabajan en ello piensan que van a poder expulsar del universo esa inexplicable materia oscura.

Y si no teníamos suficiente con la materia oscura, en 1997 los cosmólogos añadieron una complicación aún mayor. Ese año se descubrió que el universo estaba acelerando. La teoría de la relatividad general decía que era imposible que esto sucediese, luego “algo” debía estar empujando. ¿El qué? Nada más fácil. Ya teníamos la materia oscura para explicar el movimiento de las estrellas; introduzcamos algo aún más extraño para explicar la inexplicable aceleración: la energía oscura. Sin embargo, un pequeño número de físicos piensan que esto no es más que una nueva indicación de que debemos modificar nuestra concepción de la gravedad. Entre ellos se encuentran Martin Kunz y Domenico Sapone. El problema fundamental, como estos dos físicos declaran, es que “no podemos observar directamente ni la energía oscura ni la gravitación modificada, solo cómo se comportan las galaxias”. No hay manera de distinguir experimentalmente entre ambas: ” la energía oscura y la gravedad modificada parecen lo mismo”, añade Kunz. Su esperanza se encuentra en estudiar ciertos aspectos relacionados con el fenómeno conocido como lente gravitacional, esto es, el efecto que tiene en el camino recorrido por un rayo de luz la presencia de campos gravitatorios cercanos. El tiempo dirá si Einstein tenía razón después de todo.