Astrofísica

Las estrellas de neutrones podrían confirmar que la energía oscura es solo una ilusión

La expansión del Universo se debería a una fuerza desconocida denominada “gravedad oscura”

Las estrellas de neutrones podrían confirmar que la energía oscura es solo una ilusión
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Pablo Javier Piacente

La primera simulación de una fusión de estrellas de neutrones binarias podría servir para comprobar que la energía oscura es solo una ilusión. Según los científicos, los datos indicarían que fenómenos como la expansión acelerada del Universo no se explicarían por la acción de la energía oscura, sino por algunas modificaciones aún desconocidas de la relatividad general, que crearían una especie de "gravedad oscura".

Una investigación desarrollada por astrofísicos de la Escuela Internacional de Estudios Avanzados (SISSA), en Italia, y la Universidad de las Islas Baleares en Palma de Mallorca, España, sugiere que la energía oscura podría ser solo una ilusión. De acuerdo a la primera simulación de la fusión de un sistema binario de estrellas de neutrones, los investigadores sostienen que la expansión acelerada del Universo no estaría ligada a la influencia de la energía oscura, sino a fuerzas todavía desconocidas y no indicadas en la teoría de la relatividad general de Albert Einstein.

Aunque la teoría publicada por Einstein en 1915 y 1916 ha servido para describir correctamente la gravedad en una variedad de situaciones, superando todas las pruebas experimentales en la Tierra y en el Sistema Solar, para explicar fenómenos cosmológicas como la expansión acelerada del Universo es imprescindible incluir conceptos como la materia oscura y la energía oscura, que aún siguen siendo un misterio.

Fuerzas invisibles

Además de la materia oscura, una fuerza invisible que mantiene unidas a las galaxias, los especialistas han postulado la existencia de la energía oscura, aquella que permitiría la expansión acelerada del Universo. Ambas concentrarían más del 90% de la materia existente en el cosmos, mientras que el resto está conformado por la materia ordinaria o bariónica, que da forma a todas las cosas visibles como estrellas, planetas o seres vivos. 

Según una nota de prensa, la noción establecida en la relatividad general y sus modificaciones sobre la acción de la enigmática energía oscura para probar que el Universo se expande aceleradamente podría estar equivocada. De acuerdo al nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Physical Review Letters, los investigadores liderados por Miguel Bezares y Enrico Barausse proponen que la simulación de una fusión entre estrellas de neutrones podría servir para comprobar que en realidad actúa otra fuerza desconocida, que reuniría a la energía oscura y a la gravedad en un concepto denominado como “gravedad oscura”. 

Eventos cósmicos extremos

Los científicos creen que la fusión de estrellas de neutrones ofrece una posibilidad única para probar esta hipótesis, porque la gravedad a su alrededor es llevada al extremo. Explicaron que las estrellas de neutrones son las estrellas más densas que existen, porque disponen de solo 10 kilómetros de radio pero en algunos casos concentran una masa equivalente a una o dos veces la masa de nuestro Sol

En consecuencia, la gravedad y el espacio-tiempo a su alrededor son extremos, algo que permite una producción abundante de ondas gravitacionales cuando dos estrellas de neutrones colisionan. Precisamente, las ondas gravitacionales son perturbaciones del espacio-tiempo producidas por un cuerpo masivo acelerado. De esta forma, los especialistas creen que es posible usar los datos adquiridos durante estos eventos extremos para estudiar el funcionamiento de la gravedad y probar la teoría de Einstein. 

Resolviendo el misterio

Luego de realizar complejas operaciones matemáticas y simulaciones con superordenadores, los astrofísicos concluyeron que la hipótesis de la “gravedad oscura” es tan correcta como la relatividad general para explicar los datos adquiridos por los interferómetros LIGO y Virgo durante colisiones pasadas de estrellas de neutrones binarias. La interferometría permite combinar la luz proveniente de diferentes receptores, telescopios o antenas de radio para obtener una imagen de mayor resolución de un fenómeno, aplicando la superposición de las distintas fuentes. 

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Aunque se requieren nuevos estudios para confirmar finalmente esta posibilidad, los investigadores creen que interferómetros gravitacionales de próxima generación, como el telescopio Einstein en Europa o el Cosmic Explorer en Estados Unidos, permitirán utilizar ondas gravitacionales para definir finalmente si la energía oscura o la “gravedad oscura” son responsables de la expansión acelerada del Universo.

Referencia

No Evidence of Kinetic Screening in Simulations of Merging Binary Neutron Stars beyond General Relativity. Miguel Bezares, Enrico Barausse et al. Physical Review Letters (2022). DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.091103