Variaciones en la Fuerza de Gravedad podrían explicar la Energía Oscura

Variaciones en la Gravedad podrían explicar la Materia y Energía oscuras. Parte II

En la publicación anterior, intentamos explicar la falta de exactitud que encontramos en las formulaciones de la Teoría gravitatoria, y que la existencia de variaciones en el espacio de la Fuerza de gravedad podrían explicar las anomalías que observamos en el comportamiento dinámico de las galaxias y que comúnmente se atribuyen a materia invisible no identificable, conocida como Materia Oscura. También como esas variaciones que propongo podrían explicar la formación de las galaxias en los puntos donde tomara mayor valor. Ahora propondremos también que las fluctuaciones en el espacio de la Fuerza gravitatoria podrían ser una explicación más plausible para la expansión acelerada que se observa en el universo que la existencia de una Energía Oscura de la que se desconoce su naturaleza, su origen, y porqué parece fluctuar sus efectos con el tiempo.

En el caso de la Materia Oscura, se intenta descubrir experimentalmente su naturaleza y justificarla por modelos teóricos, pero el caso de la Energía Oscura es objeto absoluto de debate: es una constante que podría variar, de naturaleza y origen completamente abiertos y que se necesita añadir de forma artificiosa para justificar una expansión acelerada que se observa en el universo, una aceleración a la que no sabemos darle ninguna otra explicación. Por ello algunos teóricos piensan que la Energía Oscura y la aceleración cósmica son un fallo de la relatividad general en escalas muy grandes. La Energía Oscura se ha relacionado con la Constante cosmológica, y las predicciones teóricas de su valor, según la Mecánica cuántica, es de 120 órdenes de magnitud mayor a la observada, la llamada peor predicción en la historia de la física.

Por otra parte, la Teoría de la gravitación, tanto en su formulación por Newton (F = G × m1 × m2 / r²), como en su formulación por Einstein, no encajan en absoluto en el modelo de la Mecánica Cuántica. No sólo las anomalías de la órbita de Mercurio no cuadraban en su día con las predicciones de Newton, incluso ahora aparecen dificultades a la hora de medir con precisión la masa de los diferentes cuerpos del sistema solar con la formulación de Einstein. Y es que la Constante de gravitación es una de las constantes físicas que han sido determinadas con más dificultad y menor precisión. La Teoría de la Gravitación podría tener que reformularse a escalas espaciales mucho más grandes.

Con una teoría de la Gravitación reformulada, en la que la Fuerza de la gravedad no disminuyera con el cuadrado de la distancia, como se aprecia en el Sistema solar, sino que no disminuyera tanto con la distancia, a escalas mucho más grandes, a nivel intergaláctico por ejemplo, entonces el universo debería expandirse. Esto se debería a que la masa de una galaxia o un grupo de galaxias es siempre menor que la masa de la materia que la envuelve, por una simple cuestión numérica. El volumen de un objeto o conjunto de objetos es siempre menor que el volumen externo a ellos, y por tanto, si la gravedad no disminuyera tanto con la distancia, habría más masa que tiende a expandir, que la masa que tiende a cohesionar el sistema. La expansión primordial del universo haría que la Fuerza de gravedad local fuera disminuyendo, al disminuir su densidad, mientras que la Fuerza de gravedad exterior se mantendría, dando lugar a una expansión cada vez más acelerada.

Queda la importante cuestión de cómo afectaría a este modelo un universo que tuviera límites o un tamaño más pequeño de lo esperado. Todas las mediciones intentando saber si el universo es curvado y cerrado, han dado un resultado opuesto: O bien el universo carece de curvatura y es perfectamente plano e infinito, o bien su curvatura es tan pequeña que no la podemos detectar. Hay tres posibles formas para el universo dependiendo de si la curvatura es positiva (1), negativa (2) o sin curvatura (3) y que represento en este gráfico. En los tres casos, el universo no tendría límites y una Gravedad variable podría explicar los efectos que se atribuyen a una Energía Oscura. Las teorías más en boga proponen que la realidad es un Multiverso, para así resolver algunas cuestiones que la teoría del Big Bang deja sin resolver. En este modelo, incontables universos burbuja crecen simultáneamente como una espuma, y lo intentamos representar en la imagen del principio de la publicación. Este multiverso encaja todavía mejor con una expansión acelerada por efectos de una gravedad que no decae con el cuadrado de la distancia.