La evidencia de gravedad modificada podría descubrirse en la Tierra

Probar la existencia de modelos de gravedad diferentes de la relatividad general puede estar más cerca de nosotros de lo que pensamos, y no requeriría estudiar el cosmos profundo. Ahora, una nueva investigación concluye que podríamos usar movimientos sísmicos en la Tierra, para probar la gravedad modificada sin necesidad de salir de casa. El hallazgo podría ser crucial para resolver cuestiones como la naturaleza de la energía oscura y la materia oscura, entre otros.

Un estudio publicado recientemente en ArXiv por el científico Aleksander Kozak, de la Universidad Tecnológica de Cracovia, en Polonia, y la científica Aneta Wojnar, de la Universidad de Tartu, en Estonia, indica que la gravedad modificada, un modelo alternativo al propuesto por Albert Einstein en su Teoría General de la Relatividad, podría probarse mediante los movimientos sísmicos que tienen lugar en el interior de la Tierra. 

Según los autores del nuevo estudio, bajo la acción de la gravedad modificada las ondas sísmicas viajan a través de la Tierra a diferentes velocidades y muestran un comportamiento distinto al habitual. De acuerdo a un artículo del astrofísico Paul Sutter en Universe Today, esto significaría que no sería necesario mirar hacia las estrellas y analizar el cosmos distante para probar la existencia de la gravedad modificada, como se pensaba hasta hoy.

La gravedad y los misterios del cosmos

¿Por qué deberíamos pensar en la existencia de modelos diferentes de gravedad al que proviene de la teoría de Einstein, ampliamente verificado en distintos contextos, y que amplió las nociones establecidas por Isaac Newton? En realidad, casi el 96 % del Universo sigo escapando de nuestra comprensión: las incógnitas incluyen tanto a la materia oscura como la energía oscura. 

Sabemos que la materia oscura domina hasta el 80 % de la materia existente en el cosmos, pero no la vemos ni la podemos detectar. Al mismo tiempo, la energía oscura es una fuente de energía que impregna todo el espacio-tiempo y que facilita la expansión acelerada del Universo, según han determinado los científicos. Pero tampoco hemos logrado identificarla y comprenderla hasta hoy.

Sin embargo, al afirmar que la materia oscura y la energía oscura son entidades físicas nos basamos en que nuestra comprensión de la gravedad es correcta, ya que se intuyen por la acción de la misma sobre planetas, estrellas y otros cuerpos físicos. Precisamente, nuestra mejor comprensión de la gravedad proviene actualmente de la Teoría General de la Relatividad de Einstein. A partir de esta teoría, entendemos que la gravedad es la manifestación de curvaturas y deformaciones en el propio espacio-tiempo. 

Buscando respuestas

Al mismo tiempo, hemos descubierto que la relatividad general es incompleta: en los centros de los agujeros negros y en los inicios del cosmos no parece suficiente para explicar la gravedad. Este hecho ha disparado múltiples teorías sobre la gravedad modificada, que constituyen un conjunto de extensiones y modificaciones sobre el modelo original de Einstein.

Pero no es sencillo probar estos modelos alternativos: la relatividad general se ha comprobado en variados contextos y en diferentes escalas, por lo que resulta complejo construir una teoría diferente para explicar potencialmente la materia oscura y la energía oscura y, en definitiva, todos los misterios del cosmos relacionados con el comportamiento de la gravedad y que aún no han logrado desvelarse. 

En la nueva investigación, Kozak y Wojnar hallaron que no necesariamente necesitamos mirar hacia el espacio para probar varias teorías modificadas de la gravedad. En cambio, podemos observar hacia el interior de la Tierra: descubrieron que bajo gravedad modificada, las ondas sísmicas viajan a través de la Tierra a diferentes velocidades, entre otros detalles.

Al conocer en profundidad distintas propiedades de la Tierra, como su masa y su momento de inercia, es posible utilizar esta información y aprovechar datos sísmicos para restringir las teorías de gravedad modificada a un contexto específico. Hasta el momento, los datos no sugieren ninguna necesidad de desviación del trabajo original de Einstein, pero en futuros estudios se seguirá profundizando en este nuevo camino y, quizás, las conclusiones podrían cambiar.