Una teoría de la gravedad que cuestiona a Einstein pasa su primera prueba experimental

El holandés Erik Verlinde acaba de provocar un pequeño terremoto al decir que la materia oscura no existe y cuestionar a Einstein y su teoría de la relatividad. La propuesta de este físico teórico de la Universidad de Ámsterdam ha despertado las suspicacias entre algunos de sus colegas, mientras otros reconocen que su idea es interesante.

La inmensa mayoría de expertos piensa que las leyes formuladas por Isaac Newton hace más de tres siglos y la relatividad aportan la mejor explicación del universo, y la inmensa mayoría de observaciones y experimentos hasta la fecha, incluidas las ondas gravitacionales descubiertas este mismo año, les da la razón. Sin embargo estas teorías no sirven en el mundo de lo muy pequeño, donde las interacciones entre las partículas elementales están gobernadas por la teoría cuántica de campos, incompatible con la relatividad. También en el universo a grandes escalas, en galaxias, grupos de galaxias y los cúmulos con decenas o cientos de galaxias, la gravedad es mucho más fuerte de la que ejerce la materia visible. Para que las ecuaciones de Einstein funcionen en estos entornos es necesario añadir el empuje gravitatorio de la invisible materia oscura y la fuerza de la energía oscura, que acelera la expansión del universo. Juntos, estos dos ingredientes desconocidos suponen el 95% del universo.

La propuesta de Verlinde afirma que la fuerza de la gravedad entre dos objetos muy distantes decae menos de lo que predijeron Newton y Einstein. De esta forma, solo el empuje de la materia visible y la interacción con la energía oscura bastan para explicar el comportamiento de las galaxias.

Un equipo de astrónomos de Holanda, Alemania, Reino Unido y Australia ha puesto a prueba esta teoría en observaciones de más de 33.000 galaxias. Sus conclusiones son que tanto la teoría de Verlinde como la de Einstein sirven para explicar la curvatura de la luz por la gravedad. Pero las ecuaciones de Verlinde, resaltan los autores, explican esa distorsión sin necesidad de materia oscura.

“El resultado de esta primera prueba parece definitivamente interesante”, ha dicho Margot Brower, astrónoma del Observatorio de Leiden y coautora del estudio, publicado online en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. “Ahora la pregunta es si esta nueva teoría sigue adelante y si se puede probar” a mayor escala.

Árboles en medio del mar

Como teórico de cuerdas,el trabajo del holandés intenta conjugar la naturaleza cuántica de la realidad con los conceptos de espacio y tiempo de Einstein, usando una sola teoría, un logro que sería más importante que la relatividad. “Lo que propone Verlinde es que la energía oscura revela que hay un entrelazamiento cuántico de larga distancia cuyo efecto sería modificar las ecuaciones de la gravitación clásicas a grandes distancias”, explica José Luis Barbón, investigador del Instituto de Física Teórica, en Madrid. “Los físicos vemos la gravitación desde Einstein como una deformación del espacio-tiempo, pero aquí la idea es que la elasticidad intrínseca del espacio es diferente de la habitual cuando te vas a distancias muy grandes, debido a ese entrelazamiento de larga distancia”, añade.

El argentino Juan Maldacena, uno de los físicos teóricos en cuyas ideas se ha inspirado Verlinde, destruye a su colega con una analogía. “Los astrofísicos son como un navegante [...] que va en el medio del océano” y de repente se encuentran ramas de árboles, señala. “La teoría de la materia oscura es análoga a concluir que debe haber una isla cerca, mientras que la teoría de Verlinde es análoga a decir: ‘Oh, hay algas con forma de ramas de árboles que crecen en el mar" . “Creo que es tan probable que su teoría sea cierta como que haya árboles que crecen en el medio del mar”, remacha este físico teórico del Instituto de Estudio Avanzado de Princeton, EE UU.

Mordehai Milgrom, del Instituto Weizmann, en Israel, dice que el trabajo es “muy bienvenido”, porque ayuda a atraer a científicos de disciplinas como la teoría de cuerdas al desarrollo de alternativas a la relatividad. Pero considera que la idea de Verlinde es aún “muy preliminar” y “está muy lejos de haber resuelto el problema de la materia oscura con una teoría fundamental elegante”. Milgrom desarrolló en los 80 la dinámica newtoniana modificada (MOND, en sus siglas en inglés), que también niega que exista la materia oscura. En su opinión, la teoría de Verlinde es una derivada parcial de su propio trabajo, al que además el físico holandés no habría reconocido como debe.

Todas estas teorías alternativas “naufragan bastante” cuando intentan describir el universo a escalas mayores, como los cúmulos de galaxias, así como la estructura detallada de la radiación de fondo radiación de fondo de microondas tras el Big Bang, advierte Barbón. “Las ideas de Verlinde son interesantes, pero muy vagas”, explica. “Es enteramente posible que sean totalmente erróneas, aunque también es posible que encierren algo de verdad, en este momento son demasiado nebulosas como para emitir un veredicto”, señala.

Verlinde no ha respondido a las preguntas de Materia. En un video facilitado por la Universidad de Ámsterdam, dice que la manera de falsar su propuesta es “descubrir una partícula que describa” el comportamiento de la gravedad “en galaxias y grupos de galaxias”, algo que, por ahora, nadie ha logrado