Investigación realizada en la UNAM muestra diferencias entre las teorías de Newton y Einstein
_ En escala cosmológica presentan variaciones en relación con la distribución de las galaxias
Dos teorÃas sobre la gravedad, una propuesta por Isaac Newton hace más de 300 años y otra desarrollada por Albert Einstein hace casi un siglo, son compatibles al aplicarlas a diversos fenómenos fÃsicos a nuestro alcance en la naturaleza, pero presentan diferencias al someterlas a escalas muy grandes, como la cosmológica, donde ambas tienen variaciones respecto a una distribución homogénea de las galaxias.
Asà lo revela un estudio de Juan Carlos Hidalgo Cuéllar, del Instituto de Ciencias FÃsicas de la UNAM, realizado en colaboración con Marco Bruni y David Wands, de la Universidad de Portsmouth, Gran Bretaña, cuya primera versión obtuvo en mayo mención honorÃfica en el concurso internacional de ensayos de la Gravity Research Foundation y fue publicado recientemente en la revista The Astrophysical Journal Letters.
Aspectos sutiles
"En nuestro trabajo hemos demostrado que, a escalas comparadas con el tamaño del universo, la distribución de la materia (cúmulos y supercúmulos de galaxias) tendrÃa una estadÃstica particular en la Ley de la Gravitación de Newton y otra en la TeorÃa de la Relatividad de Einstein. Aunque las diferencias son sutiles, los resultados indican cómo se podrán corregir las simulaciones cosmológicas para ser consistentes con la relatividad general", explicó Hidalgo Cuéllar.
Esas correcciones podrÃan considerarse en los mapeos de galaxias que se hagan en las próximas décadas. "La confirmación observacional de la estadÃstica predicha representarÃa un triunfo para la teorÃa de Einstein a escalas del tamaño del cosmos", destacó.
El investigador indicó que la de Einstein está basada en la existencia de una velocidad máxima, la de la luz, y ni las cosas ni la información pueden transportarse más rápido que ella. En cambio, en la de Newton no hay esa restricción, es más simplificada y no toma en cuenta en la gravedad otros elementos que contribuyen a la energÃa gravitacional.
"Si Newton dijo que él se paraba sobre hombros de gigantes, Einstein se paró sobre los hombros de aquél y formuló su teorÃa de tal forma que se redujera en el lÃmite de interacciones débiles a la teorÃa de Newton", expuso.
Triángulos isósceles y equiláteros
Hidalgo explicó que, en una primera aproximación, la distribución de galaxias que verÃamos al comparar ambas teorÃas serÃa la misma, pero en una segunda revisión más detallada se perciben diferencias.
Mientras la teorÃa de Einstein indica que la distribución corresponde a triángulos isósceles (que tienen dos lados iguales), Newton estima que las galaxias se acomodan en triángulos equiláteros (con los tres lados de la misma magnitud). "Probamos que los isósceles son los más factibles", puntualizó el doctor en AstrofÃsica.
El trabajo de Hidalgo y sus colegas es analÃtico, basado en matemáticas; "ése es su valor, que proponemos una prueba para la teorÃa de Einstein a escala muy grande, donde no tenemos experimentos que pudieran validar la teorÃa de gravedad o alguna de sus alternativas".
Esta indagación será de gran ayuda para los astrónomos, a quienes indica las diferencias entre Newton y Einstein al aplicar sus teorÃas al universo. "Aquéllas no se han observado y es difÃcil hacerlo; por eso, a futuro esperamos que los sondeos, que tendrán lugar en 2020, pudieran ver este tipo de efectos", señaló.
Otro reconocimiento
La investigación de Hidalgo y sus colegas ha sido bien recibida por la comunidad cientÃfica. En enero de este año una versión preliminar ganó el premio al mejor póster en el congreso internacional CosmologÃa en la Playa, celebrado en Cabo San Lucas.
Dos teorÃas sobre la gravedad, una propuesta por Isaac Newton hace más de 300 años y otra desarrollada por Albert Einstein hace casi un siglo, son compatibles al aplicarlas a diversos fenómenos fÃsicos a nuestro alcance en la naturaleza, pero presentan diferencias al someterlas a escalas muy grandes, como la cosmológica, donde ambas tienen variaciones respecto a una distribución homogénea de las galaxias.
Asà lo revela un estudio de Juan Carlos Hidalgo Cuéllar, del Instituto de Ciencias FÃsicas de la UNAM, realizado en colaboración con Marco Bruni y David Wands, de la Universidad de Portsmouth, Gran Bretaña, cuya primera versión obtuvo en mayo mención honorÃfica en el concurso internacional de ensayos de la Gravity Research Foundation y fue publicado recientemente en la revista The Astrophysical Journal Letters.
Aspectos sutiles
"En nuestro trabajo hemos demostrado que, a escalas comparadas con el tamaño del universo, la distribución de la materia (cúmulos y supercúmulos de galaxias) tendrÃa una estadÃstica particular en la Ley de la Gravitación de Newton y otra en la TeorÃa de la Relatividad de Einstein. Aunque las diferencias son sutiles, los resultados indican cómo se podrán corregir las simulaciones cosmológicas para ser consistentes con la relatividad general", explicó Hidalgo Cuéllar.
Esas correcciones podrÃan considerarse en los mapeos de galaxias que se hagan en las próximas décadas. "La confirmación observacional de la estadÃstica predicha representarÃa un triunfo para la teorÃa de Einstein a escalas del tamaño del cosmos", destacó.
El investigador indicó que la de Einstein está basada en la existencia de una velocidad máxima, la de la luz, y ni las cosas ni la información pueden transportarse más rápido que ella. En cambio, en la de Newton no hay esa restricción, es más simplificada y no toma en cuenta en la gravedad otros elementos que contribuyen a la energÃa gravitacional.
"Si Newton dijo que él se paraba sobre hombros de gigantes, Einstein se paró sobre los hombros de aquél y formuló su teorÃa de tal forma que se redujera en el lÃmite de interacciones débiles a la teorÃa de Newton", expuso.
Triángulos isósceles y equiláteros
Hidalgo explicó que, en una primera aproximación, la distribución de galaxias que verÃamos al comparar ambas teorÃas serÃa la misma, pero en una segunda revisión más detallada se perciben diferencias.
Mientras la teorÃa de Einstein indica que la distribución corresponde a triángulos isósceles (que tienen dos lados iguales), Newton estima que las galaxias se acomodan en triángulos equiláteros (con los tres lados de la misma magnitud). "Probamos que los isósceles son los más factibles", puntualizó el doctor en AstrofÃsica.
El trabajo de Hidalgo y sus colegas es analÃtico, basado en matemáticas; "ése es su valor, que proponemos una prueba para la teorÃa de Einstein a escala muy grande, donde no tenemos experimentos que pudieran validar la teorÃa de gravedad o alguna de sus alternativas".
Esta indagación será de gran ayuda para los astrónomos, a quienes indica las diferencias entre Newton y Einstein al aplicar sus teorÃas al universo. "Aquéllas no se han observado y es difÃcil hacerlo; por eso, a futuro esperamos que los sondeos, que tendrán lugar en 2020, pudieran ver este tipo de efectos", señaló.
Otro reconocimiento
La investigación de Hidalgo y sus colegas ha sido bien recibida por la comunidad cientÃfica. En enero de este año una versión preliminar ganó el premio al mejor póster en el congreso internacional CosmologÃa en la Playa, celebrado en Cabo San Lucas.
