Hay algo un poco extraño en nuestra teoría del universo. Casi todo encaja pero hay una mosca en el ungüento cósmico, una partícula de arena en el sándwich infinito. Algunos científicos piensan que la culpable podría ser la gravedad, y que las sutiles ondas en el tejido del espacio-tiempo podrían ayudarnos a encontrar la pieza que falta.

Un nuevo artículo escrito en coautoría por un científico de la Universidad de Chicago expone cómo podría funcionar esto. Publicado el 21 de diciembre en Revisión física D , el método depende de encontrar esas ondas que se han curvado al viajar a través de agujeros negros supermasivos o grandes galaxias en su camino hacia la Tierra.

El problema es que algo está haciendo que el universo no solo se expanda, pero se expanden cada vez más rápido con el tiempo, y nadie sabe qué es. (La búsqueda de la tasa exacta es un debate en curso en cosmología).

Los científicos han propuesto todo tipo de teorías sobre cuál podría ser la pieza faltante. "Muchos de estos se basan en cambiar la forma en que funciona la gravedad a gran escala, "dijo el coautor del artículo, José María Ezquiaga, becario postdoctoral Einstein de la NASA en el Instituto Kavli de Física Cosmológica de la UChicago. "Así que las ondas gravitacionales son el mensajero perfecto para ver estas posibles modificaciones de la gravedad, si existen ".

Las ondas gravitacionales son ondas en el tejido del espacio-tiempo mismo; desde 2015, la humanidad ha podido captar estas ondas utilizando los observatorios LIGO. Siempre que dos objetos enormemente pesados ​​chocan en otra parte del universo, crean una onda que viaja a través del espacio, con la firma de lo que sea que lo haya hecho, tal vez dos agujeros negros o dos estrellas de neutrones que chocan.

En el papel, Ezquiaga y el coautor Miguel Zumalácarregui argumentan que si tales ondas golpean un agujero negro supermasivo o un cúmulo de galaxias en su camino a la Tierra, la firma de la onda cambiaría. Si hubiera una diferencia en la gravedad en comparación con la teoría de Einstein, la evidencia estaría incrustada en esa firma.

Por ejemplo, una teoría para la pieza faltante del universo es la existencia de una partícula extra. Tal partícula entre otros efectos, generar una especie de fondo o "medio" alrededor de objetos grandes. Si una onda gravitacional viajera golpea un agujero negro supermasivo, generaría ondas que se mezclarían con la propia onda gravitacional. Dependiendo de lo que encontró, la firma de ondas gravitacionales podría llevar un "eco, "o aparecer revuelto.

"Esta es una nueva forma de probar escenarios que antes no se podían probar, "Dijo Ezquiaga.

Su artículo establece las condiciones para encontrar tales efectos en datos futuros. La próxima ejecución de LIGO está programada para comenzar en 2022, con una actualización para hacer que los detectores sean aún más sensibles de lo que ya son.

"En nuestra última carrera de observación con LIGO, veíamos una nueva lectura de ondas gravitacionales cada seis días, lo cual es asombroso. Pero en todo el universo creemos que en realidad suceden una vez cada cinco minutos, "Dijo Ezquiaga." En la próxima actualización, pudimos ver muchos de esos, cientos de eventos por año ".

El aumento de números, él dijo, hacer que sea más probable que una o más ondas hayan viajado a través de un objeto masivo, y que los científicos podrán analizarlos en busca de pistas sobre los componentes que faltan.

Zumalácarregui, el otro autor en el papel, es científico del Instituto Max Planck de Física Gravitacional en Alemania, así como del Centro de Física Cosmológica de Berkeley en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y la Universidad de California, Berkeley.