Un equipo de científicos indios proponen una forma de comprobar la veracidad de la gravedad cuántica.

2 de Febrero de 2006

Físicos indios han presentado una nueva forma de comprobar la “gravedad cuántica” – el campo de la física teórica que intenta reconciliar la Teoría de la Relatividad General de Einstein con la Mecánica Cuántica. Si tiene éxito, la prueba – que está basada en la “Gravedad Cuántica Canónica" – sería la primera de todas las pruebas experimentales para la gravedad cuántica. El experimento involucra observaciones de estrellas moribundas que se oscurecen brevemente al final de sus vidas, antes de experimentar una “singularidad desnuda” y crear una bola de fuego ultra-densa (Phys. Rev. Lett 96 031302).

Las singularidades desnudas son una de las más exóticas predicciones de la Teoría de la Relatividad de Einstein. Son bolas de fuego ultra-densas que se piensa que se forman cuando una estrella masiva moribunda, más de cuatro veces más pesada que nuestro Sol, agota su combustible nuclear y colapsa bajo su propio peso. Estas singularidades son llamadas desnudas porque podrían, en principio, ser vistas por los astrónomos.


Imagen de Casiopea A (una estrella en explosión) – el tipo de fenómeno que podría se usado como prueba observacional para la gravedad cuántica (cortesía de la imagen por: NASA y Centro de Ciencia Chandra)

Sin embargo, en las etapas finales del colapso de la estrella, la curvatura del espacio-tiempo se hace tan grande que la Teoría de la Relatividad General Clásica no se mantiene y los efectos de la gravedad cuántica tomarían el control. Es más, los físicos esperan que la gravedad cuántica pueda modificar la Teoría de Einstein cerca de la singularidad para que no se fome. Pankaj Joshi y Rituparno Goswami de Instituto Tata para Investigación Fundamental en Mumbai y Parampreet Singh, ahora en la Universidad de Penn State en los Estados Unidos, han confirmado esta hipótesis.

Aplicando las técnicas de gravedad cuántica canónica – un destacado candidato para la Teoría de Gravedad Cuántica -- Joshi y sus colaboradores calcularon que una estrella moribunda no forma una singularidad desnuda sino que toda su masa es dispersada en un instante. Esta explosión tiene una firma característica: la estrella se oscurece brevemente antes de expulsar rápidamente radiación para producir rayos gamma de extrema energía, rayos cósmicos y neutrinos. Si esta huella fuese observada por los astrónomos, podría proporcionar la primera prueba observacional para la gravedad cuántica.

"Nuestro trabajo demuestra que la física fundamental de la gravedad cuántica canónica puede llevar a fenómenos observables en astrofísica", comentó Joshi a PhysicsWeb. "Esto abre una nueva frontera para unir la Teoría de la Gravedad Cuántica con la física empírica y las observaciones astronómicas". El equipo indio dice que próximos experimentos como el Observatorio Espacial del Universo Extremo (Extreme Universe Space Observatory o EUSO), que se espera que empiece a funcionar el 2010, podría ayudar a proporcionar una prueba para la predicción.

Carlo Rovelli de la Universidad del Mediterráneo en France piensa que el nuevo resultado podría ser importante. "Si funciona, podría ser un paso adelante importante”, comentó. "Además, este es otro ejemplo en el creciente número de sugerencias sobre que las observaciones de la gravedad cuántica son posibles – contrariamente a lo que se creía solo hace unos pocos años".

Giovanni Amelino-Camelia de la Universidad de Roma La Sapienza dice que la nueva propuesta es excitante pero debería ser tratada con cuidado. "El marco por el que abogan los autores tiene mucho sentido y los resultados son definitivamente esperanzadores. Sin embargo, llevará tiempo establecer completamente los resultados dentro del rico formalismo de la gravedad cuántica canónica".

Autor: Belle Dumé