Los increíbles resultados del instrumento de energía oscura demuestran que Einstein tenía razón sobre la gravedad, de nuevo


Los resultados obtenidos por el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) han vuelto a confirmar la teoría de la relatividad general de Einstein. A través de la observación de la evolución del cosmos durante los últimos 11 mil millones de años, los científicos han logrado probar una vez más que la relatividad general es la mejor descripción de la gravedad a escalas cosmológicas.

La relatividad general y sus implicaciones

Un diagrama que muestra las contribuciones estimadas al presupuesto de energía y materia del universo, demostrando el predominio de la energía oscura.(Crédito de la imagen: ESA)
Un diagrama que muestra las contribuciones estimadas al presupuesto de energía y materia del universo, demostrando el predominio de la energía oscura.(Crédito de la imagen: ESA)

Albert Einstein presentó su teoría de la relatividad general en 1915, y durante más de un siglo, ha sido la principal herramienta de los cosmólogos para entender cómo la gravedad moldea el universo. Esta teoría ha sido fundamental para modelar la evolución del cosmos desde sus primeros momentos hasta su estado actual, demostrando cómo la gravedad agrupa la materia en galaxias y cúmulos de galaxias. 

Sin embargo, las pruebas anteriores de la relatividad general se habían limitado principalmente a escalas relativamente pequeñas.

En una prueba a gran escala utilizando el DESI, los científicos observaron casi 6 millones de galaxias y cuásares. Este instrumento de última generación, instalado en el telescopio Nicholas U. Mayall en el Observatorio Nacional de Kitt Peak, está compuesto por 5.000 «ojos robóticos». 

Esta investigación, que sigue la evolución del universo desde hace aproximadamente 3 mil millones de años, ha demostrado una vez más que la relatividad general describe adecuadamente la gravedad incluso a escalas cosmológicas, como afirmó Pauline Zarroukk del CNRS: 

«Estudiar la velocidad a la que se formaron las galaxias nos permite probar directamente nuestras teorías y, hasta ahora, estamos alineándonos con lo que predice la relatividad general a escalas cosmológicas».

El DESI y la comprensión de la energía oscura

Un diagrama que muestra las contribuciones estimadas al presupuesto de energía y materia del universo, demostrando el predominio de la energía oscura.(Crédito de la imagen: ESA)
Un diagrama de la historia del universo y su evolución desde el Big Bang.(Crédito de la imagen: NASA/Equipo científico WMAP/Arte de Dana Berry)

El proyecto DESI está en su cuarto año de un estudio de cinco años y tiene como objetivo observar alrededor de 40 millones de galaxias y cuásares. Los datos obtenidos por este instrumento son vitales para comprender la energía oscura y la materia oscura, que juntos constituyen el 95% del contenido del universo conocido. 

Estas sustancias, colectivamente llamadas el «universo oscuro», permanecen en gran medida invisibles para la observación directa pero tienen un impacto significativo en la estructura y evolución del cosmos.

Mark Maus, miembro del equipo y estudiante de doctorado en Berkeley Lab y UC Berkeley, destacó la importancia de estos hallazgos: 

“La materia oscura constituye aproximadamente una cuarta parte del universo, y la energía oscura constituye otro 70 por ciento, y en realidad no sabemos qué es ni lo uno ni lo otro». 

Los resultados de DESI están ayudando a los investigadores a abordar estas preguntas fundamentales, proporcionando un mapa más detallado del universo y revelando que la intensidad de la energía oscura podría variar con el tiempo.

Pesando fantasmas cósmicos y nuevas fronteras de la gravedad

Un diagrama que muestra las contribuciones estimadas al presupuesto de energía y materia del universo, demostrando el predominio de la energía oscura.(Crédito de la imagen: ESA)
Esta imagen generada por computadora revela el esqueleto del universo: la organización de la materia a escalas muy grandes.(Crédito de la imagen: El Consorcio Virgo)

Uno de los descubrimientos más fascinantes de DESI es su contribución a la comprensión de los neutrinos, también conocidos como «partículas fantasma». Estas partículas, que carecen de carga eléctrica y tienen una masa extremadamente pequeña, atraviesan el universo (y nuestros cuerpos) sin ser detectadas. 

Los resultados de DESI han ayudado a establecer un límite superior a la masa de los neutrinos, proporcionando a los científicos un rango de masas más definido para estos esquivos componentes del universo.

Además, DESI está ayudando a validar y refinar el modelo Lambda Cold Dark Matter (LCDM), que se basa en la relatividad general. Los hallazgos también han ayudado a descartar algunas teorías de gravedad modificada que intentan explicar la expansión acelerada del espacio sin recurrir a la energía oscura. 

Según Dragan Huterer de la Universidad de Michigan, los resultados de DESI son espectaculares y representan solo la «punta del iceberg» en términos de lo que el instrumento puede revelar sobre el universo.

Los resultados del DESI han vuelto a confirmar la teoría de la relatividad general de Einstein, demostrando su validez incluso a escalas cosmológicas. A medida que el proyecto avanza, se esperan más descubrimientos que profundicen nuestra comprensión del universo oscuro y las fuerzas que lo gobiernan como la energía oscura.

Referencia:

  • ScienceAlert/Einstein’s Most Famous Theory Just Passed Its Biggest Challenge Ever. Link.
  • arXiv. Link.


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