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| Fusión simulada de una estrella de neutrones binaria. Crédito: Miguel Bezares-GRAMS grupo SISSA |
Sabemos cuánta energía oscura hay porque afecta a la expansión del universo. Aparte de eso, es un completo misterio. Resulta que aproximadamente el 68% del universo es energía oscura.
¿Y si la energía oscura fuera sólo una ilusión y hubiera que modificar la propia relatividad general?
Un nuevo estudio del SISSA ofrece un nuevo enfoque para responder a esta pregunta. Mediante un esfuerzo computacional y matemático, crearon una simulación de fusión de estrellas binarias de neutrones en teorías más allá de la relatividad general que reproducen un comportamiento similar al de la energía oscura en escalas cosmológicas.
La simulación permitió a los científicos comparar la teoría de Einstein y las versiones modificadas. Una vez que se obtengan datos suficientemente precisos, los científicos podrán resolver el misterio de la energía oscura.
Enrico Barausse, astrofísico de SISSA, plantea la cuestión de la energía oscura.
Según él, "la existencia de la energía oscura podría ser sólo una ilusión; la expansión acelerada del Universo podría estar causada por algunas modificaciones aún desconocidas de la relatividad general, una especie de 'gravedad oscura'".
Cuando las estrellas de neutrones colisionan, extreman el espacio-tiempo a su alrededor y producen fuertes ondas gravitacionales. La fusión de estrellas de neutrones ofrece un escenario que permite a los científicos poner a prueba la citada hipótesis.
Según Barausse, "podemos utilizar los datos adquiridos durante estos eventos para estudiar el funcionamiento de la gravedad y probar la teoría de Einstein en una nueva ventana".
En este estudio, los científicos que colaboran con los físicos de la Universitat de les Illes Balears en Palma de Mallorca produjeron la primera simulación de fusión de estrellas binarias de neutrones en teorías de gravedad modificada relevantes para la cosmología.
Miguel Bezares, primer autor del artículo, afirma: "Este tipo de simulación es extremadamente difícil debido a la naturaleza altamente no lineal del problema. Requiere un enorme esfuerzo computacional -meses de ejecución en superordenadores- que fue posible también gracias al acuerdo entre SISSA y el consorcio CINECA, así como a las novedosas formulaciones matemáticas que desarrollamos. Esto representó un gran obstáculo durante muchos años hasta nuestra primera simulación".
"Sorprendentemente, descubrimos que la hipótesis de la 'gravedad oscura' es igual de buena que la relatividad general para explicar los datos adquiridos por los interferómetros LIGO y Virgo durante las pasadas colisiones binarias de estrellas de neutrones. De hecho, las diferencias entre las dos teorías en estos sistemas son bastante sutiles. Aun así, podrían ser detectables por los interferómetros gravitacionales de próxima generación, como el telescopio Einstein en Europa y el Cosmic Explorer en EE. UU. Esto abre la apasionante posibilidad de utilizar las ondas gravitacionales para discriminar entre energía oscura y "gravedad oscura".
Fuentes, créditos y referencias:
Miguel Bezares, Ricard Aguilera-Miret, Lotte ter Haar, Marco Crisostomi, Carlos Palenzuela, Enrico Barausse. No Evidence of Kinetic Screening in Simulations of Merging Binary Neutron Stars beyond General Relativity. Physical Review Letters, 2022; 128 (9) DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.091103
Fuente: SISSA