¿La gravedad a escala cósmica cumple las leyes de Newton y Einstein?

La gravedad, como la mayoría de la gente la entendemos en nuestra vida cotidiana, es la fuerza familiar que, por ejemplo, atrae hacia el suelo a una manzana que se cae. Pero en el campo de la astronomía y la física teórica, existe desde hace tiempo la duda de si la forma y la evolución de las estructuras cósmicas más grandes del universo siguen la misma conducta básica que la manzana que cae al suelo; en otras palabras, si las leyes de la gravedad descritas por Isaac Newton y Albert Einstein realmente son aplicables en todas partes del universo.

El estudio lo ha realizado un equipo encabezado por Patricio Gallardo, de la Universidad de Pensilvania en Estados Unidos.

La sospecha de que quizá la gravedad a gran escala opera de una forma distinta a como lo hace a pequeña escala, o sea en la Tierra y en nuestro vecindario cósmico, surge de observaciones en las que se ha comprobado que la velocidad con que algunas estrellas se mueven dentro de las galaxias, o la velocidad con que algunas galaxias se mueven dentro de los cúmulos de galaxias, es demasiado rápida para la cantidad de materia visible que contienen.

Esta discrepancia obliga a elegir entre dos posibilidades radicales. Una de ellas, la más aceptada por la comunidad científica, es que el universo contiene concentraciones de una forma hipotética de materia exótica denominada “materia oscura” las cuales proporcionan una atracción gravitatoria adicional. Otra posibilidad es que se necesita modificar las ecuaciones fundamentales de la gravedad. Aunque esta última posibilidad cuenta con menos defensores, tampoco puede descartarse sin más.

Ahora, utilizando observaciones realizadas por el radiotelescopio ACT (Telescopio Cosmológico de Atacama), Gallardo y sus colaboradores han examinado la gravedad a través de cúmulos de galaxias separados por cientos de millones de años-luz: una de las mayores exploraciones de la gravedad a gran escala realizadas hasta la fecha.

Los hallazgos hechos en el estudio muestran que la fuerza de la gravedad se debilita con la distancia casi exactamente como predijeron las ecuaciones desarrolladas por Newton y posteriormente incorporadas a la teoría de la relatividad general de Einstein.

Por tanto, la respuesta a la pregunta “¿la gravedad a escala cósmica cumple las leyes de Newton y Einstein?” es: sí.

La gravedad a escala cósmica sigue las leyes de Newton y Einstein, según lo comprobado en el nuevo estudio. (Imagen: NASA JPL / Caltech)

El estudio se titula “Test of the gravitational force law on cosmological scales using the kinematic Sunyaev-Zeldovich effect”. Y se ha publicado en la revista académica Physical Review Letters. (Fuente: NCYT de Amazings)