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miércoles, febrero 1, 2023
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Reconstruyeron la gravedad para encontrar una forma más robusta de entender el cosmos

Científicos de todo el mundo han reconstruido las leyes de la gravedad para ayudar a obtener una imagen más precisa del universo y su constitución.

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El modelo estándar de cosmología se basa en la Relatividad General, que describe la gravedad como la curvatura o deformación del espacio y el tiempo. Si bien se ha demostrado que las ecuaciones de Einstein funcionan muy bien en nuestro sistema solar, no se ha confirmado por observación que funcionen en todo el universo.

El impacto en las tensiones cosmológicas. Crédito: Nature Astronomy (2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01808-7

Un equipo internacional de cosmólogos, incluidos científicos de la Universidad de Portsmouth en Inglaterra, ahora ha podido probar la teoría de la gravedad de Einstein en los confines del espacio exterior.

Lo hicieron examinando nuevos datos de observación de telescopios espaciales y terrestres que miden la expansión del universo, así como las formas y la distribución de galaxias distantes.

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El estudio, publicado en Nature Astronomy, exploró si la modificación de la Relatividad General podría ayudar a resolver algunos de los problemas abiertos que enfrenta el modelo estándar de cosmología.

El profesor Kazuya Koyama, del Instituto de Cosmología y Gravitación de la Universidad de Portsmouth, dice: «Sabemos que la expansión del universo se está acelerando, pero para que la teoría de Einstein funcione necesitamos esta misteriosa constante cosmológica».

«Diferentes mediciones de la tasa de expansión cósmica nos dan diferentes respuestas, también conocidas como la tensión de Hubble. Para tratar de combatir esto, alteramos la relación entre la materia y el espacio-tiempo, y estudiamos qué tan bien podemos restringir las desviaciones de la predicción de la Relatividad General». Los resultados fueron prometedores, pero todavía estamos muy lejos de encontrar una solución».

Las posibles modificaciones a la ecuación de la Relatividad General están encerradas en tres funciones fenomenológicas que describen la expansión del universo, los efectos de la gravedad sobre la luz y los efectos sobre la materia. Utilizando un método estadístico conocido como inferencia bayesiana, el equipo reconstruyó las tres funciones simultáneamente por primera vez.

«Se han realizado reconstrucciones parciales de estas funciones en los últimos 5 a 10 años, pero no teníamos suficientes datos para reconstruir con precisión las tres al mismo tiempo», agrega el profesor Koyama.

«Lo que encontramos fue que las observaciones actuales son lo suficientemente buenas como para obtener un límite en las desviaciones de la Relatividad General. Pero al mismo tiempo, encontramos que es muy difícil resolver este problema que tenemos en el modelo estándar, incluso extendiendo nuestra teoría de la gravedad. .

«Una perspectiva emocionante es que dentro de unos años tendremos muchos más datos de nuevas sondas. Esto significa que podremos seguir mejorando los límites de las modificaciones a la Relatividad General utilizando estos métodos estadísticos».

Las próximas misiones entregarán un mapa 3D de alta precisión de la materia agrupada en el universo, que los cosmólogos llaman estructura a gran escala. Estos ofrecerán una visión sin precedentes de la gravedad a grandes distancias.

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El profesor Levon Pogosian, de la Universidad Simon Fraser en Canadá, dice que «a medida que se desarrolla la era de la cosmología de precisión, estamos a punto de aprender sobre la gravedad en escalas cosmológicas con alta precisión. Los datos actuales ya dibujan una imagen interesante que, si confirmado con un mayor poder de restricción, podría allanar el camino para resolver algunos de los desafíos abiertos en cosmología».

Con información de Nature Astronomy

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Skycr_editorhttps://hdavila.com/
Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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