Científicos de la Universidad Federal de Los Urales (Rusia) han concluido que una popular teoría de la gravedad, una subclase de la teoría de Horndeski y que parece funcionar perfectamente a escala cosmológica, en realidad no tiene aplicación en el mundo real. Según los resultados que han publicado recientemente en la revista Classical and Quantum Gravity, la existencia estable de los agujeros negros, constatada en el Universo, no es compatible con ese modelo teórico.
La Relatividad General ha demostrado ser capaz de describir el Universo y muchas de sus predicciones han sido comprobadas experimentalmente. Sin embargo, hay varias inconsistencias en esta teoría, relacionados con fenómenos como la expansión acelerada del Universo, la existencia de materia oscura y la imposiblidad de normalizar la gravedad. Por encima de todo sigue destacando el problema de no poder describir la gravedad en un nivel cuántico.
Todos estos problemas indican que la teoría de la Relatividad no es la teoría final para la gravedad, sino una aproximación (al igual que lo fueron antes las Leyes de Newton). Por este motivo, los teóricos buscan constantemente modificaciones para las teorías de la gravedad, que luego deben ser revisados con observaciones experimentales.
Una de estas modificaciones para la gravedad surge de asumir que la constante gravitacional, un parámetro físico que es igual en cualquier lugar del Universo, no es una constante, sino que debe ser sustituida por un campo que varía en función de su lugar en el tiempo y en el espacio. Estos principios postulan una gravedad definida en un campo escalar, en cada punto del cual la gravedad adquiere un valor distinto. Uno de los modelos teóricos que han hecho esto es la teoría de Brans-Dicke, y este parece ser uno de los modos más prometedores de expandir la Relatividad General.
En el trabajo presentado recientemente en Classical and Quantum Gravity, el equipo de la investigadora Daria Tretyakova exploró una de las otras teorías que pretende expandir la Relatividad, la llamada teoría de Horndeski. Al igual que el marco teórico de Brans-Dicke, esta teoría explica la gravedad en el seno de un campo escalar, pero sin las inestabilidades de la otra y sin parámetros extraños, como la masa negativa.
Cuando la teoría no encaja con la realidad
La teoría de Horndeski ha mostrado ser eficaz a la hora de describir la expansión del Universo y ser compatible con resultados experimentales. Sin embargo, en el presente trabajo los autores han encontrado que al aplicar el modelo de Horndeski los agujeros negros serían inestables, lo que no es compatible con las observaciones astrofísicas.
Por eso, el equipo de Tretyakova ha concluido que estos modelos no son válidos para describir el Universo, siempre y cuando se siga aceptando la existencia de los agujeros negros en el espacio como objetos estables. Para solucionarlo, los autores han modificado el modelo de Horndeski para describir la gravedad en un campo escalar de una forma compatible con la estabilidad de los agujeros negros. En los próximos trabajos, los autores tratarán de poner a prueba el modelo para comprobar su validez a nivel tanto cosmológico como a la escala de los objetos astrofísicos.
ABC
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