Simulaciones por supercomputadora con un modelo alternativo a la Relatividad General de Einstein muestran que galaxias como nuestra Vía Láctea podrían formarse con diferentes leyes de la gravedad.
Estas pruebas de la denominada Teoría del Camaleón han demostrado que los principios de la gravedad enunciados por Einstein podrían no ser la única forma de explicar cómo funciona la gravedad o cómo se forman las galaxias.
La Teoría del Camaleón recibe su nombre porque cambia el comportamiento de acuerdo con el entorno, como una alternativa a la Relatividad General para explicar la formación de estructuras en el universo.
La investigación liderada por físicos de la Universidad de Durham también podría ayudar a comprender mejor la energía oscura, la misteriosa sustancia que acelera la velocidad de expansión del universo. Los hallazgos se publican en Nature Astronomy.
La Relatividad General fue desarrollada por Albert Einstein a principios del siglo XX para explicar el efecto gravitatorio de los grandes objetos en el espacio, por ejemplo, para explicar la órbita de Mercurio en el sistema solar.
Es la base de la cosmología moderna, pero también desempeña un papel en la vida cotidiana, por ejemplo, al calcular las posiciones de GPS en los teléfonos inteligentes.
Los científicos ya saben, a partir de los cálculos teóricos, que la teoría del camaléon puede reproducir el éxito de la relatividad general en el sistema solar.
El equipo de Durham ahora ha demostrado que esta teoría permite que se formen galaxias realistas como nuestra Vía Láctea y se puede distinguir de la Relatividad General en escalas cosmológicas muy grandes.
El coautor principal de la investigación, el Dr. Christian Arnold, en el Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, dijo: "La Teoría del Camaleón permite que se modifiquen las leyes de la gravedad para que podamos evaluar el efecto de los cambios en la gravedad en la formación de galaxias.
"A través de nuestras simulaciones, hemos demostrado por primera vez que incluso si cambias la gravedad, no evitará que se formen galaxias de disco con brazos en espiral. Nuestra investigación definitivamente no significa que la Relatividad General sea incorrecta, pero muestra que no tiene que ser la única forma de explicar el papel de la gravedad en la evolución del universo".
Los investigadores observaron la interacción entre la gravedad en la Teoría del Camaleón y los agujeros negros supermasivos que se ubican en el centro de las galaxias.
Los agujeros negros desempeñan un papel clave en la formación de galaxias porque el calor y el material que expulsan al tragar la materia circundante pueden quemar el gas necesario para formar estrellas, lo que detiene la formación de estrellas.
La cantidad de calor expulsado por los agujeros negros se altera al cambiar la gravedad, lo que afecta la forma en que se forman las galaxias.
Sin embargo, las nuevas simulaciones mostraron que incluso teniendo en cuenta el cambio en la gravedad causado por la aplicación de la Teoría del Camaleón, todavía se podían formar galaxias.
La relatividad general también tiene consecuencias para comprender la expansión acelerada del universo. Los científicos creen que esta expansión está siendo impulsada por la energía oscura y los investigadores de Durham dicen que sus hallazgos podrían ser un pequeño paso para explicar las propiedades de esta sustancia.
Los investigadores de Durham esperan que sus hallazgos se puedan probar a través de observaciones utilizando el telescopio Square Kilometer Array (SKA), con sede en Australia y Sudáfrica, que comenzará las observaciones en 2020.
