La ilustración muestra la luz y las ondas gravitacionales emitidas por la colisión de dos estrellas de neutrones, detectada en 2017
La ilustración muestra la luz y las ondas gravitacionales emitidas por la colisión de dos estrellas de neutrones, detectada en 2017 - Fermilab

¿Puede la gravedad «filtrarse» a otras dimensiones?

Investigadores de Princeton tratan de comprobar a través de las ondas gravitacionales si pueden existir más dimensiones de las que conocemos

MadridActualizado:

Un equipo de investigadores de la Universidad de Princeton ha tratado de comprobar si, tal y como sostienen algunas teorías, la fuerza de la gravedad es capaz de "filtrarse" a otras dimensiones diferentes de las tres que conocemos.

Para ello, los científicos han analizado al detalle las ondas gravitacionales generadas por la colisión de dos estrellas de neutrones y detectadas en noviembre de 2017. Y aunque no han encontrado evidencias de que tal filtración se produzca, admiten que la cuestión sigue abierta. El trabajo aparece publicado en arxiv.org.

Según un buen número de teorías, nuestra realidad tridimensional (izquierda/derecha, delante/detrás y arriba/abajo) podría formar parte de un Universo con toda una serie de dimensiones superiores que nos resultan imposibles de observar de forma directa.

Sin embargo, para el astrofísico David Spergel, de la Universidad de Princeton y coautor de la investigación, "la gravedad podría ser capaz de introducirse y explorar esas otras dimensiones".

La existencia de dimensiones adicionales podría ayudar a resolver más de un misterio de la física, como por ejemplo la existencia de materia oscura, cinco veces más abundante que la materia ordinaria que forma galaxias y estrellas y que aún no se ha podido detectar directamente, o de la energía oscura, la misteriosa y descomunal fuerza que obliga al Universo a expandirse cada vez más deprisa.

Por eso, para buscar cualquier indicio de "filtración" de la gravedad a dimensiones superiores, los investigadores recurrieron tanto a la luz como a las ondas gravitacionales emitidas por la colisión de dos estrellas de neutrones, detectadas el 17 de agosto del pasado año. El análisis de la luz permitió identificar la galaxia donde la fusión se había producido y determinar su distancia de la Tierra.

De esta forma, Spergel y sus colegas pudieron calcular la fuerza que deberían tener las ondas gravitacionales emitidas desde esa distancia. Si las ondas detectadas hubieran sido más débiles de lo esperado, habría sido una prueba de que "algo" les estaba robando la fuerza que les faltaba. O de que, efectivamente, una parte de esa fuerza se filtraba a otra dimensión.

Sin embargo, la fuerza con la que llegaron hasta nosotros esas ondas gravitacionales fue exactamente la que se esperaba. Ninguna otra dimensión las estaba debilitando. Por lo menos en esa escala de distancias...

Toda una serie de teorías, en efecto, predicen la existencia de dimensiones adicionales del espacio-tiempo en las que la gravedad podría filtrarse, pero Spergel explica que su estudio sólo puede aplicarse a las dimensiones extra más "grandes", ya que la longitud de las ondas gravitacionales detectadas es de varios miles de km y en ningún caso podrían verse afectadas por otras dimensiones que solo se manifiestan a nivel subatómico, es decir, en escalas increíblemente pequeñas.

Dimensiones grandes

A pesar de estos resultados negativos, la "puerta" a otras dimensiones sigue abierta. En el año 2000, por ejemplo, un grupo de físicos, encabezados por Georgi Dvali, predijo un tipo concreto de dimensiones "grandes". Y, según ellos, los efectos de la gravedad "filtrándose" en tales dimensiones solo sería apreciable en distancias muy grandes y resultaría indetectable a pequeña escala, como por ejemplo en nuestro sistema solar, donde todo se comporta como si solo existieran las tres dimensiones habituales.

Ahora bien, la colisión de las dos estrellas de neutrones de 2017 se produjo a 65 millones de años luz de distancia, y el hecho que que Spergel y su equipo no lograran detectar filtración alguna podría deberse a que se necesitan distancias aún mayores para que la "filtración" de la gravedad predicha por la teoría se manifieste.

Puede que, para comprobarlo, sea necesario esperar a detectar ondas gravitacionales mucho más lejanas, quizá incluso las originales, emitidas hace 13.700 millones de años por el Big Bang. Algo que, por ahora, parece fuera de nuestro alcance.

Por tanto, escriben con resignación los investigadores en su artículo, el número de grandes dimensiones observadas sigue estando limitado a las tres que conocemos.