Gravedad extendida, la nueva versión de la ley de Newton

Hace unos meses leía sobre una nueva teoría para explicar algunas de las inconsistencias entre los fenómenos observados a distancias galácticas y el comportamiento predicho por la teoría clásica. Estaba esperando nuevas apariciones de esta teoría en los medios para contrastar y aumentar la información obtenida, pero al parecer ha caído en el gran pozo de la ciencia marginal y difícilmente oiremos hablar de ella masivamente hasta que surjan nuevos descubrimientos  que  afecten a su validez.

Esta nueva teoría, llamada Gravedad Extendida, es una modificación de la Ley de Gravitación Universal enunciada por Isaac Newton en 1687, y es propuesta por 2 astrofísicos mexicanos llamados Sergio Mendoza y Xavier Hernández.

Hasta ahora, se había comprobado que todo objeto con masa en el universo ejerce una atracción gravitatoria sobre otro que también tenga masa, aunque estén separados por una gran distancia. La Ley de Gravitación Universal establece, conociendo la masa y distancia de ambos objetos, cual es esa atracción. Y además, mediante el estudio de estas fuerzas de atracción, sirve para dar una buena aproximación del movimiento descrito por los cuerpos en el espacio; por ejemplo, un planeta alrededor del sol, un satélite artificial alrededor de la Tierra,...

Pero a pesar de ser una teoría aceptada de forma general por la comunidad científica, se han observado algunas desviaciones no explicables que la hacen insegura. Por ejemplo:

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  La trayectoria del planeta Mercurio no es una elipse cerrada tal como predice la teoría de Newton. Es una cuasi-elipse que gira secularmente.
• La velocidad de rotación de las galaxias es uniforme e independiente de la distancia al centro de giro. Sin embargo, tanto la teoría newtoniana como la relatividad general predicen que la velocidad de giro de rotación debe decrecer con la distancia. Así por ejemplo, en el sistema solar los planetas que orbitan a menor distancia tienen velocidades de giro mayor que los más lejanos.
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Debido a todas estas incosistencias, a lo largo del tiempo han ido surgiendo numerosas teorías que tratan de solucionarlas. Por ejemplo nació la hipótesis de la existencia de una materia, a la que llamaron materia oscura, que forma la mayor parte de la materia del Universo, ocupando grandes extensiones de espacio sin agrumarse, que no emite ni refleja radiación suficiente para poder ser observada con los medios actuales y cuya fuerza gravitacional soluciona el problema. Esta materia oscura a su vez produce nuevos comportamientos sin explicar para los cuales es necesaria, por ejemplo, la creación de otra hipótesis: la existencia de una energía oscura presente en todo el espacio y que tiende a incrementar la aceleración de expansión del Universo.

Otra posible solución es la Ley MOND ("Modified Newtonian Dynamics", o Dinámica newtoniana modificada), propuesta por Mordehai Milgrom en 1981, y que propone una modificación de las leyes de Newton mediante la cual, para objetos del universo cuya aceleración de su movimeinto es muy pequeña, la fuerza de atracción deja de ser proporcional a su aceleración. Hasta ahora, la Ley MOND ha sido tomada poco en serio, pero aún así, ha dado lugar a diversas versiones en los últimos tiempos. De hecho, por más de 30 años, grupos de investigación que consideran insatisfactoria la hipótesis de la materia oscura han trabajado en establecer modelos gravitacionales alternativos.

La nueva teoría de la Gravedad Extendida, al igual que la Ley MOND, plantea la modificación de la teoría newtoniana para así explicar sus inconsistencias. Lo hace mediante la introducción de una nueva variable. Con ella, la atracción gravitatoria decae más lentamente en distancias galácticas que a escalas más "pequeñas" como la distancia entre estrellas y sus planetas. De esta forma, la nueva fórmula ofrece prácticamente los mismos resultados que las leyes de Newton a escalas de, por ejemplo, nuestro Sistema Solar; pero justifica los errores de la Gravitación Universal a mayores escalas sin necesidad de recurrir a conceptos exóticos como la materia oscura. Y, también explica la fuerza sentida por sistemas de tamaño intermedio como las galaxias elípticas.

Así, mediante la teoría de la Gravedad Extendida se detalla la fuerza sentida por los objetos a todas las distancias astronómicas y, al mismo tiempo, no se desecha la descripción propuesta por Newton ni los planteamientos de la MOND. Esto quiere decir que la nueva teoría es totalmente compatible con las leyes adoptadas actualmente. Según el nuevo planteamiento la influencia de la fuerza de atracción es simplemente mayor de lo que se había establecido hasta ahora en grandes distancias.

La innovadora idea de estos 2 investigadores que trabajan junto al investigador posdoctoral Juan Carlos Hidalgo y las estudiantes de doctorado y maestría Tula Bernal y Teresa Suárez para el Instituto de Astronomía de la UNAM fue publicada en las prestigiosas revistas "Astronomy & Astrophysics" y "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society". En ambos artículos, para justificar y validar su nueva teoría, presentan:

• Pruebas, en todas las escalas astronómicas, con resultados dentro de los rangos de error de las mejores mediciones hechas a la fecha. Incluso incluyen pruebas para la posición y movimiento del Sistema Solar con un precisión de hasta una billonésima parte.
• Un ejemplo de cálculos demostrando la validez de la teoría para el movimiento de las galaxias espirales. Este tipo de galaxias rotan más rápido de lo descrito en las leyes de Newton; tanto que el gas y las estrellas que las componen deberían dispersarse al girar. Sin embargo, según la Gravedad Extendida, la atracción entre sus miembros es mayor que la fuerza centrífuga originada por el movimiento de rotación.
• Otras predicciones verificables para múltiples inconsistencias a lo largo de todas las escalas astronómicas que no han podido ser justificadas hasta ahora sin precisar de la hipótesis de existencia de la materia oscura.

Esta información replantea la visión que se había tenido del cosmos en los últimos 30 años, desde que Fritz Zwicky y Vera Rubin postularon la existencia de la materia oscura. La Gravedad Extendida abre nuevas líneas de investigación, como buscar su versión relativista, revisar las consecuencias en torno a la curvatura del espacio y su expansión, y dar respuesta al problema de la energía oscura.


Salu2,
elSant0

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