Estudiar ondas gravitacionales puede ayudar a encontrar otras dimensiones
Si existen otras dimensiones, entonces se manifiestan a través de ondas gravitacionales, dicen los físicos del Instituto Alemán Max Planck.
Realizaron cálculos que muestran exactamente cómo deberían comportarse las ondas gravitacionales si realmente existen otras dimensiones en el universo. Y proponen realizar una serie de experimentos que probarán o refutarán estos supuestos.
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La nueva hipótesis también ofrece una solución a uno de los misterios más importantes de la física moderna: por qué la gravedad es más débil que el resto de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Así, la nueva teoría sugiere que la gravedad "se filtra" a otras dimensiones que aún no hemos registrado.
El físico Gustavo Lucena Gómez cree que las ondas gravitacionales pueden ser la clave para comprender el universo
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A primera vista, el universo parece bastante lógico cuando se lo ve en términos de cuatro dimensiones: largo, ancho y alto, así como tiempo. Sin embargo, los físicos teóricos han predicho durante mucho tiempo que podría haber otras dimensiones. En particular, la famosa teoría de cuerdas asume que hay 10 dimensiones.
Los experimentos con partículas muestran que las seis dimensiones que faltan en el modelo tradicional podrían ayudar a comprender mejor algunos de los procesos.
Además, la teoría de cuerdas no es fácil de descartar, ya que promete una reconciliación entre la física clásica y cuántica.
La teoría de cuerdas sugiere que los quarks, las partículas más pequeñas que podemos detectar, en realidad están hechas de partículas aún más pequeñas, partículas de energía que parecen cuerdas vibrantes.
Son estas "cuerdas" las que pueden explicar la naturaleza de las fuerzas que son fundamentales en el Universo, pero que no han recibido una interpretación en la física moderna. Por ejemplo, gravedad, electromagnetismo e interacción nuclear.
El principal problema es que la descripción matemática de "cuerdas" implica al menos 10 dimensiones físicas. Y la ciencia moderna aún no ha podido encontrar una única dimensión nueva.
Nuevas búsquedas
Gustavo Lucena Gómez y David Andriot del Instituto Max Planck de Física Gravitacional en Potsdam, Alemania, propusieron la teoría de que las ondas gravitacionales pueden probar la existencia de otras dimensiones.
Albert Einstein predijo la existencia de estas ondas, que representan la pulsación del espacio-tiempo. En 2015, fueron encontrados por investigadores del proyecto LIGO, cuyos laboratorios están ubicados en Louisiana y California.
Las ondas gravitacionales predichas por Einstein se registraron en 2015 / Instituto de Tecnología de California
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Las ondas gravitacionales viajan a través del espacio-tiempo a la velocidad de la luz, lo que resulta en explosiones de estrellas y fusiones de agujeros negros.
Es lógico suponer que las ondas gravitacionales existen en todas las dimensiones del universo, explica Gómez.
Con base en esta premisa, Gomez y Andriot crearon un modelo matemático que describe cómo otras mediciones deberían afectar las ondas gravitacionales.
Primero, creen que las dimensiones adicionales pueden manifestarse a través de ondas gravitacionales de alta frecuencia. En segundo lugar, en diferentes dimensiones, las ondas gravitacionales deberían tener diferentes efectos sobre el estiramiento del "tejido" del Universo.
"Si hay dimensiones adicionales en nuestro universo, pueden estirar el espacio-tiempo de una manera que las ondas gravitacionales ordinarias no pueden", explica Gómez.
Para probar la primera parte de la hipótesis, se necesitan equipos muy sensibles. Miles de veces más precisos que los laboratorios LIGO, que detectan ondas gravitacionales.
Al mismo tiempo, con dicho equipo no será difícil asegurarse de que se encuentren ondas gravitacionales de la frecuencia requerida, enfatizan los autores del estudio, ya que ningún proceso astrofísico conocido puede emitir ondas gravitacionales de tan alta frecuencia.
Si se encuentran tales ondas, será el comienzo de una nueva era en la física, afirman Gómez y Andriot.
El segundo factor buscado que probará la existencia de otras dimensiones es el llamado "modo de respiración" de las ondas gravitacionales. Desde el punto de vista de las mediciones disponibles, algunas características del movimiento de las ondas gravitacionales deberían parecer anomalías, están seguros los autores del estudio.
Los investigadores pretenden solicitar el apoyo de los laboratorios con detectores LIGO para observar el mismo experimento de partículas en tiempo real.
“En teoría, el 'modo de respiración' deforma el espacio-tiempo de cierta manera, lo que será un signo claro de la existencia de otras dimensiones”, señalan los autores de la obra.
Además, la presencia de otras dimensiones podría explicar por qué la gravedad es la fuerza más fundamental de la naturaleza. Si la gravedad existe en todas las dimensiones, debe ser una fuerza débil, porque solo vemos una pequeña parte de ella, la que existe en las cuatro dimensiones visibles para nosotros, afirman los investigadores.
La existencia de otras dimensiones puede ser el Santo Grial de la física moderna que los científicos han estado buscando durante tanto tiempo y de manera persistente. Otras mediciones podrían conducir a la creación de una teoría unificada del universo, que reconciliaría la teoría cuántica de campos con los principios generales de la relatividad.
En tal Universo, tanto la antigravedad como los movimientos con una velocidad mayor que la velocidad de la luz son posibles.
Por lo tanto, estudiar la naturaleza de las ondas gravitacionales es extremadamente importante, según Karla Lant, columnista de futurismo.
