Astrónomos utilizaron un estallido de luz de alta energía de una galaxia distante para poner a prueba el 'tejido' del espacio y el tiempo.
Por ahora, dos teorías separadas dominan el mundo de la física. La teoría general de la relatividad explica la gravedad y el movimiento de objetos grandes como planetas, estrellas y galaxias, mientras que la mecánica cuántica explica el comportamiento de las cosas muy pequeñas como los átomos.
Ambas teorías funcionan bien para explicar sus respectivos mundos, pero no se pueden integrar entre si. El problema no puede ser más fundamental: que ambas teorías entiendan el espacio y el tiempo de manera muy diferente, de acuerdo con Giovanni Amelino-Camelia, un físico teórico de la Universidad de Roma La Sapienza, Italia. "El estudio de la estructura del espacio-tiempo de una manera que tenga sentido en la gravedad cuántica comenzó".
La diferencia es similar a la que separa un océano y una playa. La relatividad general ve el espacio-tiempo como un fluido, vasto y continuo, mientras que la mecánica cuántica sugiere que es como grano de arena. Algunas versiones de la gravedad cuántica sugieren que los "granos" de espacio-tiempo, si los hubiere, serían pequeños y casi imperceptibles, tanto que medirían unos 10 a 35 metros. Esto haría casi imposible que se detectaran con instrumentos desde la Tierra.
Sin embargo, las partículas de luz de alta energía, conocidas como los rayos γ (gamma), serían capaces de mostrar la diferencia. Los fotones de rayos γ, se supone, surgieron de eventos astronómicos extremos, y las colisiones de estrellas de neutrones. Las altas energías corresponden a las longitudes de onda más cortas, y algunos rayos γ tienen longitudes de onda tan cortas que se puede distinguir entre el espacio-tiempo de arena o de fluídos.
Si el espacio-tiempo fuera "granuloso", los rayos γ de longitud de onda más cortas pueden chocar con los granos, lo que puede hacer que viajen un poco más lento que los rayos γ de una longitud de onda menor. "Lo que realmente necesitamos es una carrera", dice Amelino-Camelia.
El estudio, publicado online el 28 de octubre en los informes de la revista Nature señala que en un satélite en órbita de rayos γ fue detectado ese comportamiento. El 10 de mayo de este año, el Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma detectó un estallido de rayos γ procedentes de una galaxia a una distancia de unos dos mil millones de parsecs, o siete millones de años luz de la Tierra. El estallido duró varios segundos, con rayos γ de menor longitud de onda que llegaron unos 0,829 segundos después de que los primeros rayos se detectaran.
Se trata de un retraso destacable, pero no lo suficiente para sostener la teoría, de acuerdo con Jonathan Granot, un miembro del personal del telescopio Fermi en la Universidad de Hertfordshire, Hatfield, Reino Unido. En otras palabras, por ahora, el espacio-tiempo parece ser suave y no granulado.
El resultado no quiere decir que los mejores esfuerzos para unir a la gravedad con la mecánica cuántica se equivocan. Aunque hay muchas versiones de la gravedad cuántica, que indican que no iba a cambiar la velocidad de la luz de la reciente explosión, de acuerdo con Lee Smolin, un físico teórico del Perimeter Institute en Waterloo, Ontario, Canadá.
Sin embargo, afirma que "es la mejor prueba hasta la fecha de una teoría general sobre el espacio-tiempo cuántico". Medidas de futuro en los próximos años pueden orientar los teóricos que tratan de unir la gravedad con la mecánica cuántica. "El estudio de la estructura del espacio-tiempo de una manera significativa en la gravedad cuántica comenzó", dice Amelino-Camelia.
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