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  • Writer's pictureAlice Meraviglia

Imposible: ¿Los cuásares revelan una ruptura misteriosa en la relatividad?

Updated: Jan 23, 2022

Una aparente violación a la dilatación del tiempo puede estar señalando el camino hacia una física que todavía no conocemos y revelar una de las primeras inconsistencias conocidas a la relatividad general.


El fenómeno de la dilatación del tiempo es un efecto extraño, aunque confirmado experimentalmente, de la teoría de la relatividad. Una de sus implicaciones es que los eventos que ocurren en partes distantes del universo deberían parecer que ocurren más lentamente que los eventos localizados más cerca de nosotros. Por ejemplo, al observar las supernovas, los científicos han descubierto que las explosiones distantes parecen desvanecerse más lentamente que las supernovas cercanas que se desvanecen rápidamente. Si observamos un evento en el puro límite del universo visible, este evento se verá casi congelado en el tiempo. Es por eso que las galaxias en el borde de lo visible, se ven como eran hace casi los 13.8 mil millones de años que tiene el universo de existir.


El efecto puede explicarse porque: 1) la velocidad de la luz es constante (independientemente de la rapidez con que una fuente de luz se acerque o se aleje de un observador) y 2) el universo se expande a una velocidad de aceleración, lo que hace que la luz de los objetos distantes se desplace al rojo (es decir, que las longitudes de onda se alarguen) en relación con la distancia a la que se encuentran los objetos de los observadores en la Tierra. En otras palabras, a medida que el espacio se expande, el intervalo entre los pulsos de luz también se alarga. Dado que la expansión se produce en todo el universo, parece que la dilatación del tiempo debería ser una propiedad del universo que se mantiene en todas partes, independientemente del objeto o acontecimiento específico que se observe. Sin embargo, en un nuevo estudio se ha descubierto que en un aspecto muy particular no parece ser así: al parecer, los cuásares emiten impulsos luminosos a la misma velocidad, independientemente de su distancia a la Tierra, sin un ápice de dilatación temporal.


El astrónomo Mike Hawkins del Real Observatorio de Edimburgo llegó a esta conclusión después de observar cerca de 900 cuásares en períodos de hasta 28 años. Al comparar los patrones de luz de los cuásares situados a unos 6.000 millones de años luz de nosotros y los situados a 10.000 millones de años luz de distancia, se sorprendió al encontrar que las firmas de luz de las dos muestras eran exactamente las mismas. Si estos cuásares fueran como las supernovas observadas anteriormente, un observador esperaría ver escalas de tiempo más largas y "estiradas" para los distantes cuásares "estirados" de alto desplazamiento. Pero aunque los cuásares distantes estaban más fuertemente desplazados hacia el rojo que los cuásares más cercanos, no había diferencia en el tiempo que le tomó a la luz llegar a la Tierra.


Este enigma de los cuásares no parece tener una explicación obvia, aunque Hawkins tiene algunas ideas. Para algunos antecedentes, los cuásares son objetos extremos en muchos sentidos: son los objetos más luminosos y energéticos conocidos en el universo, y también uno de los objetos más distantes (y por lo tanto, más antiguos) conocidos. Oficialmente llamados "fuentes de radio cuasi estelares", los cuásares son regiones densas que rodean los agujeros negros supermasivos centrales en los centros de galaxias masivas. Se alimentan de un disco de acreción que rodea cada agujero negro, que potencia la extrema luminosidad de los cuásares y los hace visibles para la Tierra.


Una de las posibles explicaciones de Hawkins para la falta de dilatación temporal de los cuásares es que la luz de los cuásares está siendo doblada por los agujeros negros dispersos por todo el universo. Estos agujeros negros, que pueden haberse formado poco después del Big Bang, tendrían una distorsión gravitacional que afecta a la dilatación temporal de los cuásares distantes. Sin embargo, esta idea de "microlente gravitacional" es una sugerencia controvertida, ya que requiere que haya suficientes agujeros negros para explicar toda la materia oscura del universo. Como explica Hawkins, la mayoría de los físicos predicen que la materia oscura consiste en partículas subatómicas no descubiertas en lugar de agujeros negros primordiales.


También existe la posibilidad de que la explicación pueda ser aún de mayor alcance, como que el universo no se está expandiendo y que la teoría del Big Bang está equivocada. O que los cuásares no estén situados a las distancias indicadas por sus corrimientos al rojo, aunque esta sugerencia ha sido desacreditada anteriormente. Aunque estas explicaciones son controvertidas, Hawkins planea continuar investigando el misterio de los cuásares, y tal vez resolver algunos otros problemas en el camino.


El artículo de Hawkins se publicará en un próximo número de las Noticias Mensuales de la Real Sociedad Astronómica.
Fuente: https://phys.org/news/2010-04-discovery-quasars-dont-dilation-mystifies.html
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