Las teorías de Einstein puestas a prueba a la mayor escala jamás vista: tenía razón

Se ha demostrado que la teoría de la relatividad general de Albert Einstein es correcta a mayor escala hasta el momento. Un análisis de millones de galaxias muestra que la forma en que han evolucionado y agrupado durante miles de millones de años es consistente con sus predicciones.

Desde que Einstein presentó su teoría de la gravedad hace más de un siglo, los investigadores han estado tratando de encontrar escenarios en los que no se sostiene. Pero hasta ahora no se había realizado una prueba de este tipo al nivel de las distancias más grandes del universo, afirma Mustapha Ishak-Boushaki de la Universidad de Texas en Dallas. Él y sus colegas utilizaron datos del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) en Arizona para realizar uno.

Los detalles de la estructura cósmica y cómo ha cambiado con el tiempo son una prueba potente de qué tan bien entendemos la gravedad porque fue esta fuerza la que dio forma a las galaxias a medida que evolucionaron a partir de pequeñas variaciones en la distribución de la materia en el universo primitivo.

Hasta ahora, DESI ha recopilado datos sobre cómo se agruparon casi 6 millones de galaxias en el transcurso de los últimos 11 mil millones de años. Ishak-Boushaki y sus colegas combinaron esto con resultados de varios otros estudios importantes, como los que mapean la radiación cósmica de fondo de microondas y las supernovas. Luego, compararon esto con las predicciones de una teoría de la gravedad que abarcaba tanto las ideas de Einstein como teorías competidoras más contemporáneas de la gravedad modificada. No encontraron ninguna desviación de la gravedad de Einstein. Ishak-Boushaki dice que aunque existen algunas incertidumbres en las mediciones, todavía no hay evidencia sólida de que cualquier teoría que se desvíe de la de Einstein pueda capturar el estado del universo con mayor precisión.

Itamar Allali, de la Universidad Brown en Rhode Island, dice que si bien se ha demostrado que la relatividad general es válida en pruebas extremadamente precisas realizadas en laboratorios, es importante poder probarla en todas las escalas, incluso en todo el cosmos. Esto ayuda a eliminar la posibilidad de que Einstein hiciera predicciones correctas para objetos de un tamaño pero no de otro, afirma.

El nuevo análisis también ofrece pistas sobre cómo la energía oscura, una fuerza misteriosa que se cree es responsable de la expansión acelerada del universo, encaja en nuestras teorías de la gravedad, dice Nathalie Palanque-Delabrouille del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en California. Las primeras formulaciones de la relatividad general de Einstein incluían una constante cosmológica (un tipo de fuerza antigravitacional que desempeñaba el mismo papel que la energía oscura), pero resultados anteriores de DESI han sugerido que la energía oscura no es constante. Es posible que haya cambiado a medida que el universo envejeció, dice Palanque-Delabrouille.

“El hecho de que veamos un acuerdo (con la relatividad general) y todavía veamos esta desviación de la constante cosmológica realmente abre la caja de Pandora de lo que los datos podrían estar diciéndonos”, dice Ishak-Boushaki.

DESI seguirá recopilando datos durante varios años más y, en última instancia, registrará las posiciones y propiedades de 40 millones de galaxias, lo que, según los tres científicos, aportará claridad sobre cómo combinar correctamente la relatividad general y las teorías de la energía oscura. Este nuevo análisis solo utilizó un año de datos de DESI, pero en marzo de 2025 el equipo compartirá las conclusiones de los primeros tres años de observaciones del instrumento.

Allali dice que anticipa que estos resultados tendrán consecuencias en varios aspectos importantes, como identificar cambios en la constante de Hubble, que es una medida de la tasa de expansión del universo, reducir la masa de partículas esquivas llamadas neutrinos e incluso buscar nuevas ingredientes cósmicos como la “radiación oscura”.

“Este análisis afectará mucho más que la gravedad: afectará a toda la cosmología”, afirma.