Columna de Astronomía | La Relatividad General de Alfred Hitchcock

Para leer esta columna necesitamos tener un lápiz en la mano, uno que podamos dejar caer o lanzar hacia arriba. Esto porque se puede entender mejor la evolución del universo con una simple analogía.

El espacio está en expansión porque vemos que las galaxias se alejan de nosotros y mientras más lejos se encuentran más rápido lo hacen. Eso junto con otras evidencias contundentes, como la abundancia de elementos químicos livianos y la radiación de fondo de microondas, nos dice que hubo un Big Bang. Pero la materia (y la energía) que habita este espacio produce un tirón gravitacional que debería frenar esta expansión, de la misma manera como luego de lanzar un lápiz al aire (el lanzamiento es el Big Bang), éste se va frenando. Ahora, si lo lanzamos con suficiente fuerza podrá salir de la atmósfera de la tierra y seguir subiendo, aunque cada vez más despacio, frenándose constantemente. Si no se logra la fuerza suficiente, el lápiz caerá nuevamente (Big Crunch), pero en ningún caso la subida del lápiz se aceleraría.

Por una razón que todavía no conocemos, la expansión del universo no se está frenando, sino acelerándose. Llamamos energía oscura a la responsable de esa aceleración, que aunque sabemos que existe, porque medimos y vemos su efecto, todavía no la entendemos.

La energía oscura debería estirar el espacio, de forma muy parecida a lo que vemos en la película "Vértigo" de Hitchcock cuando el protagonista que sufre de, justamente, vértigo ve cómo el vacío de las escaleras parece estirarse (antes de continuar leyendo, se recomienda ver el minuto 2 de este video).

Ese vacío nos permite entender qué efecto tendría la energía oscura en la caída del lápiz. Si lo soltáramos ahí, esa expansión del espacio haría que la caída tardase mucho más tiempo. Pero si lanzáramos el lápiz hacia arriba en este vacío "Hitchcockeano", una posibilidad sería que éste subiera cada vez más rápido, que acelerara su ascenso para siempre, análogo a lo que hace nuestro universo.

Nuestro modelo más simple de energía oscura considera que ella ocupa todo el espacio-tiempo, entonces el efecto de estiramiento de Hitchcock debería verse en todos lados y no solo en los vacíos. Modelos recientes –que son extensiones de la Teoría de la Relatividad General– como la gravedad modificada f(R) logran producir la aceleración de la expansión sin energía oscura. Pero de manera tal que la aceleración varía espacialmente de acuerdo a cuánta materia se encuentre presente: mientras menos materia hay más fuerte es la aceleración.

Por esto es que los vacíos cósmicos –que pueden llegar a tener decenas de millones de años luz de tamaño y diez veces menos galaxias que el promedio– pueden esconder las pistas que necesitamos para entender la aceleración del universo. Si en vez de vivir en un universo con Relatividad General con energía oscura lo hiciéramos en uno con Gravedad Modificada f(R), veríamos que estos vacíos cósmicos se expanden más rápido que otras regiones con mayor densidad de materia, parecido a lo que vemos en los "vacíos" de "Vértigo".

Actualmente hay un gran número de investigaciones centradas en los vacíos cósmicos buscando esta diferencia en la expansión. De existir, deberíamos poder confirmarla en la década que viene con los nuevos telescopios que ya se están construyendo.

Si se encuentra esa diferencia, ocurrirían dos cosas realmente fantásticas. Primero, daríamos un gran paso en el entendimiento de la gravedad, mejorando la mismísima la Relatividad General. Segundo, y quizás lo mejor, esta Relatividad General mejorada, que describiría mejor la gravedad de nuestro universo, tendría una analogía muy buena en las imágenes de los abismos que se estiran, es decir, nada más y nada menos que en una película de Hitchcock de 1958.