Nuevo estudio sugiere que la gravedad existe sin masa
¿Cómo se ve la gravedad sin masa? Las leyes revolucionarias de Newton definen universalmente los efectos de la gravedad, mientras que el concepto de Einstein de espacio-tiempo deformado la describe en términos de curvatura. Tradicionalmente, los científicos han asociado la gravedad únicamente con la materia.
Un estudio reciente propone una idea no convencional: la gravedad podría existir potencialmente sin masa, ofreciendo una alternativa al concepto de materia oscura, que sigue siendo una sustancia misteriosa e hipotética que se cree constituye el 85 por ciento de la masa total del Universo.
Los físicos originalmente concibieron la materia oscura para explicar la cohesión de las galaxias que giran rápidamente. A pesar de esfuerzos extensos, aún no la han observado directamente, lo que los lleva a explorar diversas teorías no convencionales para abordar las lagunas en la comprensión actual.
Defectos topológicos y gravedad sin masa
El astrofísico Richard Lieu de la Universidad de Alabama en Huntsville sugiere que, en lugar de la materia oscura uniendo galaxias, el Universo podría presentar capas delgadas y con forma de concha de “defectos topológicos” que generan efectos gravitacionales sin la presencia de masa.
La investigación de Lieu comenzó como una exploración de soluciones alternativas a las ecuaciones de campo de Einstein, que establecen una relación entre la curvatura del espacio-tiempo y la materia que contiene.
La teoría de la relatividad general de Einstein de 1915 establece que los conjuntos de materia y las corrientes de radiación moldean la curvatura del espacio-tiempo en el Universo. Su energía está inherentemente vinculada a la masa a través de la famosa ecuación de Einstein: E=mc².
Relación entre gravedad y masa-energía Así, la masa de un objeto se correlaciona con su energía, que dobla el espacio-tiempo, un concepto que Einstein describió como gravedad, más sofisticado que la aproximación de Newton en el siglo XVII de la gravedad como una fuerza entre masas. Esto implica que la gravedad está estrechamente ligada a la masa.
Sin embargo, Richard Lieu desafía esta noción. En su investigación, Lieu abordó una versión simplificada de las ecuaciones de campo de Einstein para explorar la posibilidad de una fuerza gravitacional finita en ausencia de masa detectable.
Él explica: “Mi trabajo fue impulsado por la frustración con el consenso actual, particularmente con la persistencia de la existencia de la materia oscura a pesar de un siglo de falta de evidencia directa”.
Defectos topológicos en forma de concha en regiones densas del espacio
De hecho, la hipótesis de Lieu implica defectos topológicos en forma de concha que podrían existir en regiones extremadamente densas del espacio. Estas conchas consisten en una capa delgada de masa positiva rodeada por una capa externa de masa negativa, que se cancelan mutuamente para dar una masa total de cero.
A pesar de esto, las estrellas ubicadas cerca de estas conchas experimentarían una atracción gravitacional significativa hacia el centro.
“Mi argumento en el documento es que estas conchas son potencialmente sin masa”, afirma Lieu. Si sus propuestas controvertidas tienen peso, sugiere, “no habría necesidad de continuar la búsqueda aparentemente interminable de materia oscura”.
Sin embargo, el próximo desafío es determinar cómo validar o refutar las conchas propuestas por Lieu a través de observaciones.
“El número creciente de observaciones que muestran galaxias con formaciones en anillo y concha en el Universo proporciona apoyo para el tipo de fuente propuesto aquí”, señala Lieu en su artículo. Sin embargo, reconoce que su solución propuesta es “altamente sugestiva” y por sí sola no puede refutar la hipótesis de la materia oscura.
“En el mejor de los casos, podría ser un ejercicio matemático intrigante”, concluye Lieu. “Sin embargo, representa la primera prueba matemática de que la gravedad puede existir independientemente de la masa”.
Read the original article on: Science ALert
