\u00bfQu\u00e9 es la gravedad sin masa? Tanto las leyes revolucionarias de Newton que describen su efecto universal como la propuesta de Einstein de un espacio-tiempo con hoyuelos, hemos pensado que la gravedad est\u00e1 exclusivamente dentro del dominio de la materia.<\/p>\n\n\n\n
Ahora, un nuevo y sorprendente estudio sugiere que la gravedad puede existir sin masa, eliminando convenientemente la necesidad de una de las sustancias m\u00e1s esquivas de nuestro Universo: la materia oscura. La materia oscura es una masa hipot\u00e9tica e invisible que se cree que constituye el 85% de la masa total del Universo. Originalmente ideada para explicar c\u00f3mo las galaxias se mantienen unidas bajo rotaci\u00f3n de alta velocidad, a\u00fan no se ha observado directamente, lo que ha llevado a los f\u00edsicos a proponer todo tipo de ideas para evitar invocar este material esquivo como una forma de tapar los agujeros en las teor\u00edas actuales.<\/p>\n\n\n\n
La \u00faltima propuesta en ese sentido proviene del astrof\u00edsico Richard Lieu de la Universidad de Alabama en Huntsville, quien ha sugerido que en lugar de materia oscura que une galaxias y otros cuerpos, el Universo puede contener capas delgadas, parecidas a conchas, de “defectos topol\u00f3gicos” que dan lugar a la gravedad sin ninguna masa subyacente. Lieu empez\u00f3 intentando encontrar otra soluci\u00f3n a las ecuaciones de campo de Einstein, que relacionan la curvatura del espacio-tiempo con la presencia de materia en su interior.<\/p>\n\n\n\n
Como describi\u00f3 Einstein en su teor\u00eda de la relatividad general de 1915, el espacio-tiempo se deforma alrededor de haces de materia y corrientes de radiaci\u00f3n en el Universo, dependiendo de su energ\u00eda y momento. Esa energ\u00eda est\u00e1, por supuesto, relacionada con la masa en la famosa ecuaci\u00f3n de Einstein: E=mc2.<\/p>\n\n\n\n
Entonces, la masa de un objeto est\u00e1 vinculada a su energ\u00eda, que curva el espacio-tiempo, y esta curvatura del espacio-tiempo es lo que Einstein describi\u00f3 como gravedad, un nivel m\u00e1s sofisticado que la aproximaci\u00f3n de Newton de la gravedad como fuerza entre dos objetos con masa en el siglo XVII. En otras palabras, la gravedad parece indisolublemente ligada a la masa. No es as\u00ed, afirma Lieu.<\/p>\n\n\n\n
En su trabajo, Lieu se propuso resolver una versi\u00f3n simplificada de las ecuaciones de campo de Einstein que permiten una fuerza de gravitaci\u00f3n finita en ausencia de cualquier masa detectable. Dice que sus esfuerzos fueron “impulsados \u200b\u200bpor mi frustraci\u00f3n con el statu quo, es decir, la noci\u00f3n de la existencia de la materia oscura a pesar de la falta de evidencia directa durante todo un siglo”.<\/p>\n\n\n\n
La soluci\u00f3n de Lieu consiste en defectos topol\u00f3gicos en forma de concha que podr\u00edan ocurrir en regiones muy compactas del espacio con una densidad de materia muy alta.<\/p>\n\n\n\n
Estos conjuntos de capas conc\u00e9ntricas contienen una fina capa de masa positiva escondida dentro de una capa exterior de masa negativa. Las dos masas se cancelan entre s\u00ed, por lo que la masa total de las dos capas es exactamente cero. Pero cuando una estrella se encuentra en esta capa, experimenta una gran fuerza gravitacional que la arrastra hacia el centro de la capa.<\/p>\n\n\n\n
“El argumento de mi art\u00edculo es que al menos los proyectiles que postula no tienen masa”, dice Lieu. Si esas pol\u00e9micas sugerencias tienen alg\u00fan peso, “no hay necesidad de perpetuar esta b\u00fasqueda aparentemente interminable de materia oscura”, a\u00f1ade Lieu.<\/p>\n\n\n\n
La siguiente pregunta, entonces, es c\u00f3mo confirmar o refutar posiblemente los proyectiles que Lieu ha propuesto a trav\u00e9s de observaciones.<\/p>\n\n\n\n
“La creciente frecuencia de avistamientos de formaci\u00f3n de galaxias en forma de anillos y capas en el Universo aporta evidencia del tipo de fuente que se propone aqu\u00ed”, escribe Lieu en su art\u00edculo. Aunque admite que la soluci\u00f3n que propone es “muy sugerente” y no puede por s\u00ed sola desacreditar la hip\u00f3tesis de la materia oscura.<\/p>\n\n\n\n
“En el mejor de los casos, podr\u00eda ser un ejercicio matem\u00e1tico interesante”, concluye Lieu. “Pero es la primera prueba [matem\u00e1tica] de que la gravedad puede existir sin masa”.<\/p>\n\n\n\n
El estudio ha sido publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society<\/a>.<\/p>\n\n\n\n