Sin rastro de la quinta dimensión en el Universo
Investigadores de la Universidad de Chicago no hallan atisbos de dimensiones extra en las ondas gravitacionales.
Los astrónomos de Universidad de Chicago no encuentran evidencia de dimensiones espaciales adicionales en los datos de las ondas gravitacionales / Goddard Space Flight Center CI Laboratory de la NASA
El Universo, hasta donde sabemos, tiene cuatro dimensiones: tres espaciales y una temporal. Hasta el momento, nadie ha encontrado atisbos de ninguna más. Pero al Cosmos le gusta poner las cosas difíciles y resulta que en él suceden cosas tan extrañas que los físicos no saben explicarlas sin recurrir a una de esas dimensiones perdidas. ¿Cómo diantres se producen si no los fenómenos cuánticos o la energía oscura? ¿Cómo entonces tuvieron lugar los primeros instantes del Big Bang? Distintos equipos de físicos y astrónomos se han propuesto buscar esas dimensiones espaciales adicionales en las ondas gravitacionales, unas pequeñas deformaciones en el tejido del espacio-tiempo que recorren todo el Cosmos a la velocidad de la luz y que son creadas por grandes masas en movimiento.
Los investigadores tenían la esperanza de que si esas extrañas dimensiones existen, su «firma» se encuentre en esas ondulaciones. Pero no parece que vaya a ser así. Astrónomos de la Universidad de Chicago han revisado los datos de las ondas gravitacionales provocadas por el choque de dos estrellas de neutrones y no han encontrado evidencias de dimensiones espaciales adicionales. Su investigación aparece publicada en la revista «Journal of Cosmology and Astroparticle Physics».
La primera detección de ondas gravitacionales, detectada en 2005 por LIGO, el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro de Láser, y por la que tres físicos ganaron el Premio Nobel, fue el resultado de la colisión de dos agujeros negros. El año pasado, los científicos observaron un fenómeno similar, pero esta vez entre dos estrellas de neutrones. La principal diferencia entre los dos fenómenos es que en la última ocasión los astrónomos pudieron ver las consecuencias de la colisión supermasiva con un telescopio convencional, produciendo dos lecturas que se pueden comparar: una en gravedad y otra en ondas electromagnéticas. Esto proporcionaba una forma totalmente nueva y emocionante de observar el Universo.
Como explican los de la Universidad de Chicago, la teoría de la relatividad general de Einstein explica muy bien el sistema solar, pero a medida que los científicos han aprendido más sobre el Universo más allá, han comenzado a surgir grandes lagunas en nuestra comprensión. Dos de ellas se refieren a la materia oscura, uno de los ingredientes básicos del universo, y la energía oscura, la fuerza misteriosa que hace que este se expanda más rápido con el tiempo.
Inconsistencias
Los científicos han propuesto todo tipo de teorías para explicar la materia oscura y la energía oscura, y «muchas teorías alternativas a la relatividad general comienzan con la adición de una dimensión extra», explica Maya Fishbach, coautora del informe. Una teoría es que a largas distancias, la gravedad se «filtraría» a las dimensiones adicionales. Esto causaría que la gravedad parezca más débil y podría explicar las inconsistencias.
La detección de las ondas gravitacionales a partir de la colisión de la estrella de neutrones detectada el año pasado ofrecía una forma para que los científicos probaran esta teoría. Las ondas gravitacionales de la colisión resonaron en LIGO la mañana del 17 de agosto de 2017, seguidas de detecciones de rayos gamma, rayos X, ondas de radio y luz óptica e infrarroja. Si la gravedad se hubiera filtrado a otras dimensiones en el camino, entonces la señal medida en los detectores de ondas gravitacionales habría sido más débil de lo esperado… Pero no fue así.
Por ahora, parece que el Universo tiene las mismas dimensiones familiares que ya conocíamos, tres en el espacio y una en el tiempo, incluso en escalas de cien millones de años luz.
Pero los científicos son inmunes al desaliento. Para ellos, esto es solo el comienzo. «Estamos ansiosos por ver qué sorpresas sobre las ondas gravitacionales puede tener el Universo para nosotros», afirman los investigadores de Chicago.
