ÉXITO CON UNA NUEVA TEORIA DE LA GRAVEDAD

Del nuevo estudio, una imagen de una galaxia simulada por computadora, como se ve desde el lado. A la derecha, en color rojo-azul, está viendo la densidad del gas dentro del disco de la galaxia, con las estrellas mostradas como puntos brillantes. A la izquierda, se ven los cambios de fuerza en el gas dentro del disco, donde las regiones centrales oscuras corresponden a las fuerzas estándar similares a la Relatividad General y las regiones amarillas brillantes corresponden a las fuerzas mejoradas (fuerzas modificadas). Imágenes a través de Christian Arnold / Baojiu Li / Durham University 

Desde principios de 1900, la teoría de la gravedad de Einstein, llamada teoría general de la relatividad, ha dominado las teorías y los cálculos de los cosmólogos, quienes explican el funcionamiento de nuestro universo en su conjunto.
La relatividad general se ha probado una y otra vez, más recientemente con la primera imagen directa de un agujero negro. Ahora, los físicos de la Universidad de Durham en el Reino Unido dicen que la teoría general de la relatividad de Einstein podría no ser la única forma de explicar cómo funciona la gravedad o cómo se forman las galaxias.
Han tenido un éxito de investigación espectacular con un modelo alternativo para la gravedad – f (R) -gravity – Llamada teoría de los camaleones, porque, en sus palabras, «cambia el comportamiento de acuerdo con el entorno». Dicen que esta teoría de los camaleones es una alternativa a la relatividad general para explicar la formación de estructuras en el universo. También podría ayudar a comprender mejor la energía oscura, una sustancia misteriosa que se cree acelera la velocidad de expansión del universo.
Las imágenes en esta entrada fueron publicadas el 8 de julio de 2019 por los físicos Christian Arnold , Matteo Leo y Baojiu Li, todos del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham. 
Son los resultados de las recientes simulaciones por computadora ejecutadas en el sistema DiRAC Data Centric System en la Universidad de Durham. Las simulaciones muestran que galaxias como nuestra Vía Láctea aún podrían formarse en el universo incluso con diferentes leyes de la gravedad. 
Un trabajo anterior había demostrado que los cálculos teóricos utilizando la teoría de Chameleon reproducen el éxito de la relatividad general en la escala relativamente pequeña de nuestro Sistema Solar. 
El equipo de Durham ha demostrado que esta teoría permite simulaciones realistas de Estructuras a gran escala como nuestra Vía Láctea. 
El coautor de la investigación, el autor Christian Arnold, dijo: “La Teoría de los camaleones permite modificar las leyes de la gravedad para que podamos probar el efecto de los cambios en la gravedad en la formación de galaxias. A través de nuestras simulaciones, hemos demostrado por primera vez que incluso si cambia la gravedad, no evitará que se formen galaxias de disco con brazos en espiral.
Nuestra investigación definitivamente no significa que la relatividad general sea errónea, pero sí demuestra que no tiene que ser la única forma de explicar el papel de la gravedad en la evolución del universo”.
Los hallazgos se publican en la revista Nature Astronomy, revisada por pares .

Del nuevo estudio, una imagen de una galaxia simulada por computadora, como se ve desde arriba.
Imagen a través de Christian Arnold / Baojiu Li / Universidad de Durham.
Una declaración de estos investigadores explicó más sobre su estudio reciente:
Los investigadores observaron la interacción entre la gravedad en la Teoría de los camaleones y los agujeros negros supermasivos que se ubican en el centro de las galaxias. Los agujeros negros desempeñan un papel clave en la formación de galaxias porque el calor y el material que expulsan al tragar la materia circundante pueden quemar el gas necesario para formar estrellas, lo que detiene la formación de estrellas.

La cantidad de calor expulsado por los agujeros negros se altera al cambiar la gravedad, lo que afecta la forma en que se forman las galaxias. Sin embargo, las nuevas simulaciones mostraron que incluso teniendo en cuenta el cambio en la gravedad causado por la aplicación de la teoría de camaleón, las galaxias aún podían formarse.

Estos físicos dijeron que su trabajo también podría arrojar luz sobre nuestra comprensión de la expansión acelerada observada del universo
Los científicos creen que esta expansión está siendo impulsada por la energía oscura, y los investigadores de Durham dicen que sus hallazgos podrían ser un pequeño paso para explicar las propiedades de esta sustancia. 

El co-líder de la investigación, Baojiu Li, comentó:”En la relatividad general, los científicos explican la expansión acelerada del universo mediante la introducción de una forma misteriosa de materia llamada energía oscura, cuya forma más simple puede ser una constante cosmológica, cuya densidad es una constante en el espacio y el tiempo. Sin embargo, las alternativas a una constante cosmológica que explica la expansión acelerada modificando la ley de la gravedad, como la gravedad f (R), también se consideran ampliamente dado lo poco que se sabe sobre la energía oscura”.
Los investigadores de Durham son físicos teóricos, como lo fue Einstein. Cuando se probó por primera vez la teoría de la relatividad general de Einstein, durante un eclipse solar total de 1919 , Einstein fue catapultado a la fama de la estrella del rock. Ahora la relatividad general es fundamental para la cosmología moderna.
El siguiente paso para Chameleon Theory también sería probar y, con suerte, confirmarla mediante observaciones. No hay duda, pero los astrónomos observacionales pronto estarán en el trabajo, creando sus propias pruebas para la nueva teoría de los camaleones y, tal vez, probándolo.
¡Si eso sucede, será súper emocionante!

Albert Einstein en 1912. Publicó su teoría general de la relatividad en 1915. La teoría se confirmó en 1919.
Conclusión: La nueva Teoría del Chameleon tiene el potencial de convertirse en una teoría alternativa de la gravedad, trabajando junto con la teoría de la relatividad general de Einstein
Simulaciones recientes por computadora muestran que la teoría se puede usar para recrear estructuras a gran escala (galaxias) en nuestro universo.
Fuente: EARTH SKY Publicado por Deborah Byrd en  ESPACIO / 8 de julio de 2019
Traducción libre de Soca

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