Dos investigadores del observatorio astronómico vaticano han indicado una nueva técnica para entender cómo se comportó la gravedad en los primeros momentos del universo.
Ciudad del Vaticano, 30 de abril 2022.- Dos investigadores del Observatorio Vaticano (Specola Vaticana, en italiano) han propuesto una comprensión matemática radicalmente nueva del momento inicial del Big Bang. Al principio de los tiempos, se cree que el universo se expandió exponencialmente a partir de un estado de muy alta densidad, la «inflación cósmica». Este sorprendente fenómeno puede explicarse suponiendo que las leyes de la gravedad eran mucho más complicadas en aquella época con respecto a cómo las describe la relatividad general de Einstein de 1915.
Teorías alternativas de gravedad
Se han propuesto varias teorías alternativas de gravedad en las que esta fuerza varía en el espacio y el tiempo. Una de las más estudiadas es la teoría de Brans-Dicke, una aproximación a la tan buscada «teoría cuántica de la gravedad». La gravedad cuántica combinaría la relatividad general de Einstein, que describe el comportamiento de la materia a gran escala (como los cúmulos de galaxias), con la mecánica cuántica, que describe la física a escala microscópica (como las escalas atómicas y subatómicas).
Sin embargo, la teoría de Brans-Dicke es tan difícil de describir matemáticamente que los científicos suelen transformar sus complejas ecuaciones en un marco en la que estas son mucho más fáciles de resolver. En este caso particular, las ecuaciones se transforman del marco más complicado de Jordan al marco más simple de Einstein.
Una nueva perspectiva
En un artículo publicado el 15 de abril en la prestigiosa revista Physical Review D, los sacerdotes Gabriele Gionti y Matteo Galaverni (diócesis de Reggio Emilia-Guastalla) de la Specola Vaticana demostraron, contrariamente a lo que creen los científicos, que el marco de Jordan y el de Einstein no siempre son matemáticamente equivalentes. También destacaron la existencia de otro referente que podría ser muy prometedor. De hecho, los investigadores del Vaticano descubrieron que, aunque las soluciones en el marco de Jordan no siempre se corresponden con las de Einstein, sí se transforman matemáticamente desde el marco de Jordan a otro marco no considerado anteriormente y en el que existe un límite en el que la gravedad se mantiene hasta el infinito mientras que la velocidad de la luz se reduce a cero (gravedad de Carroll). Esta nueva perspectiva podría provocar una revolución en nuestra comprensión del Universo primordial.
Siguiendo los pasos de otros científicos católicos
Estos resultados ofrecen una nueva clave para las teorías formuladas precedentemente sobre la fase de expansión exponencial del universo, en particular las del científico ruso Alexei Starobinsky. Además, podrían impulsar la búsqueda de una teoría más general de la gravedad cuántica. Al llevar a cabo esta investigación, el padre Gionti y el padre Galaverni siguen los pasos de muchos otros científicos católicos. Por ejemplo, en el siglo pasado el padre belga Georges Lemaître trabajó sobre las ideas de Einstein y desarrolló la teoría que hoy se conoce como «teoría del Big Bang». Las ideas de Lemaître fueron confirmadas posteriormente por las observaciones del astrónomo estadounidense Edwin Hubble: la relación que describe la velocidad de recesión de las galaxias se denomina, de hecho, «ley de Hubble-Lemaître».
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Imagen: Al principio de los tiempos, se cree que el universo se expandió exponencialmente
a partir de un estado de muy alta densidad.
