Descartan las dimensiones extras
Un estudio basado en los datos experimentales sobre ondas gravitacionales sostiene que no hay dimensiones extras.
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Cualquiera puede realizar un sencillo experimento en su casa: frotar un trozo de plástico con un paño y atraer pequeños trocitos de papel. Una pequeña carga acumulada en ese trozo de plástico es capaz de compensar toda la fuerza gravitatoria que ejerce el planeta Tierra sobre esos papelitos.
Ese experimento nos enseña que la gravedad es muchos órdenes de magnitud más débil que la fuerza electromagnética. Es más, también lo es respecto a las otras fuerzas.
Esto es un tremendo misterio. No se sabe realmente a qué se debe esta diferencia tan grande. Sin embargo, tenemos una teoría, la Relatividad General (RG), que nos describe bien la gravedad a todas las escalas y en todos los ámbitos en los que ha sido comprobada.
Algunos físicos teóricos se fijaron en la existencia de materia oscura, en la energía oscura y en esta debilidad de la gravedad para proporcionar alternativas de la RG. Una propuesta es que nuestro universo pertenece a una brana y esta está embebida, junto con otras, en un espacio de más dimensiones (el bulk). La fuerza de gravedad sería la única que podría escapar de la brana y su intensidad de dispersaría por esas dimensiones extras, mientras que las otras fuerzas estarían confinadas en la brana y no perderían intensidad. Una de las propuestas consiste, por ejemplo, en un sandwich anti de Sitter. A la receta se puede añadir o no cuerdas al gusto. Dará igual porque estas no son falsables y siempre se escaparán, aunque no haya tales dimensiones y branas.
Hasta ahora, los esfuerzos realizados para comprobar experimentalmente estas dimensiones extras no han dado frutos.
Mientras tanto se ha dado una revolución en Astrofísica observacional: la detección de ondas gravitatorias. Los interferómetros LIGO y Virgo nos han proporcionado varios ejemplos de este tipo de ondas generadas en choques de agujeros negros y de estrellas de neutrones. Ahora mismo, estos interferómetros se están actualizando, así que habrá que esperar unos meses para tener nuevos casos.
Pero este tipo de eventos tan violentos proporcionan una oportunidad única de saber si existen o no esas dimensiones extras. Unos investigadores de la Universidad de Chicago se pusieron a analizar los datos de LIGO en busca de pruebas de dimensiones extras. No las han encontrado y ahora publican sus resultados.
El caso más interesante que LIGO pudo detectar fue el caso de la colisión de dos estrellas de neutrones, pues se pudo ver la contrapartida electromagnética de dicha colisión.
Daniel Holz y Maya Fishbach estudiaron con detalle este caso, pues se tuvo por primera vez la detección simultánea de ondas gravitaciones y de ondas electromagnéticas, lo que proporcionaba un sistema para comprobar si existían esas dimensiones extras. Sólo había que comparar el debilitamiento por filtración de las ondas gravitatorias con las electromagnéticas que no se filtran a otras dimensiones. Aunque ambas estarían sujetas a la ley del inverso del cuadrado de la distancia.
Si la gravedad se filtra a esas otras dimensiones en el camino hasta nosotros la señal hubiera sido más débil de lo esperado, pero ese no fue el caso. El Universo, por tanto, tendrían las tres dimensiones espaciales de siempre, incluso a la escala de cientos de millones de años luz.
Lo malo, como confiesa el propio Fishbach, es que es hay un muchas otras alternativas gravitatorias para las que todavía no se ha encontrado un método para ponerlas a prueba.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com
Fuentes y referencias:
Artículo original.
Foto: pizarra que aparece en la película Interstellar.
11 Comentarios
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domingo 16 septiembre, 2018 @ 5:28 pm
¿Seguro que se pueden dar por descartadas las dimensiones extra? Parece arriesgado que con un solo estudio se las pueda dar por descartadas. Además, esas muchas otras alternativas gravitatorias, ¿descartan también la dimensiones extra? si no se ha encontrado un método para ponerlas a prueba no parece que puedan hacerlo.
Por otro lado hace ya un cierto tiempo se publicó, creo que está en ArXiv, un trabajo que gustó a bastantes físicos por las implicaciones que del mismo se derivan. El trabajo se llama algo así como ‘ Turbulencia gravitacional en el espacio Anti-de Sitter’ en el que se describía esa turbulencia cuántica del espaciotiempo, relacionándola con la correspondencia AdS/CFT, una teoría de campos conforme que se correspondería con una teoría gravitacional cuántica en un espacio AdS n-dimensional ( o sea el ‘sandwich Anti-de Sitter, con sus cuerdas corespondientes).
En fin, si después de todo no existen las ‘dimensiones extra’ son tantos y tantos los trabajos que irán a la papelera de reciclaje que a uno hasta le sabe mal. Esas dimensiones de más daban para mucho. Fue bonito mientras duró. Aunque prefiero dejar abierta una lucecita esperanzadora.
lunes 17 septiembre, 2018 @ 9:58 am
Lamento tu desilusión, amigo Lluís. Para mi, sin embargo era algo esperado, aunque solo pudiera utilizar la intuición, que no el conocimiento que tú posees y que envidio.
Un fuerte abrazo de consuelo.
lunes 17 septiembre, 2018 @ 12:29 pm
Estimado Lluís:
Se trata de sólo un caso de colisión entre estrellas de neutrones. Se necesita más de un caso para descartar totalmente una propuesta o reducir su cota de existencia. Habrá que esperar un poco. Pero yo no apostaría mucho por este tipo de hipótesis.
Es bueno que los físicos teóricos propongan ideas. Incluso si son descabelladas mejor. Quizás falten este tipo de ideas. Pero hay que estar dispuestos a sacrificarlas una vez que la guadaña del experimento es pasada, por mucho que uno se haya encariñado de ellas. Porque la fe se la dejamos a las religiones.
Otra cosas son los dineros, el currículum, la fábrica de churros, digo papers, etc
lunes 17 septiembre, 2018 @ 1:01 pm
Querido amigo Lluís:
Como Tomás, tampoco entiendo sobre el tema, pero lamento tu desilusión. Me consuela pensar que no será tan intensa como la que vivieron Kepler o Schwann porque a ellos les tocaba en sus creencias religiosas.
Según el método científico, si el debilitamiento por filtración de las ondas gravitatorias con las electromagnéticas era una predicción de las cuerdas: la teoría entra en el horizonte de sucesos del agujero negro del retrete del Dr. Thriller. Supongo que intentarán reformularla y decir que las dimensiones extra no dejan rastro en las ondas gravitatorias ni el espectro elecgtromagnético ni en nada conocido.
Un fuerte abrazo.
lunes 17 septiembre, 2018 @ 5:20 pm
Bueno, tomás, la intuición,como dices en tu comentario 2, y un montón de matemáticas de muy alto nivel. Al menos muchos de estos ‘papers’ han servido para hacer crecer las matemáticas, siempre sorprendentes y que a menudo deparan sorpresas cuando durante mucho tiempo estuvieron por ahí, sin aparante utilidad alguna, como meros divertimentos.
Y por supuesto que no queda más remedio que sacrificar ideas más o menos descabelladas (también se tuvo por descabellada la RG de Einstein) cuando la guadaña del experimento siega la conjetura. El experimento manda.
Por otra parte, las señales de las ondas gravitacionales son ya de por sí muy débiles, si se filtraran a otras dimensiones, ¿se tiene la tecnología precisa para medir señales tan débiles? Habría que decir que sí,según se desprende de este estudio. Pero ‘el bulk’ podría ser muy raro.
Y no te preocupes por mi desilusión, Miguel Ángel. Ya he tenido más de una en este aspecto. ¡Pero es que no sale nada nuevo, una física nueva, más allá del modelo estándar, ni supersimetria, ni cuerdas, ni gravitones, ni una quinta fuerza, ni rastro de una teoría cuántica de gravedad ! Son ya demasiados descartes. Por eso te agarras a cualquier cosilla, a ver si Vafa…en fin, seguiremos con las 2 grandes teorías y a aguantarse tocan.
Un fuerte abrazo para todos, queridos amigos.
miércoles 19 septiembre, 2018 @ 9:45 am
Pues a lo mejor hay que buscar al revés: una relatividad de lo cuántico.
jueves 20 septiembre, 2018 @ 9:12 am
Si entiendo bien el artículo lo que el trabajo parece descartar es que la gravedad se debilite porque «escapa» hacia otras dimensiones, en realidad no dice nada de las dimensiones en sí. Las posibles teorías que postulen esas dimensiones extras pero no la dispersión de la gravedad no se verían afectadas.
viernes 21 septiembre, 2018 @ 1:04 am
De acuerdo con klamidad , se ajustarán las cuerdas en para que la gravedad no se escape y se debilite de otra forma, y la teoría de cuerdas con sus dimensiones extras seguirá vivita Y coleando
Ojo que me baso en lo que neo siempre comenta sobre esa teoría y sus propiedades camaleonicas (por poner un nombre)
viernes 21 septiembre, 2018 @ 9:34 am
Cuando algo no es falsable todo puede afirmarse; considérense las religiones.
viernes 21 septiembre, 2018 @ 9:42 am
Aunque, en ese aspecto, al dios infinitamente poderoso e infinitamente bueno, lo descarto por contradictorio, lo que no sé si podría hacerse con las dimensiones extras.
Podríamos ensayar un conjuro: Dimensión extra: ¡¡¡MANIFIÉSTATE!!! Dicho con fuerza, claro; como en «El exorcista».
A ver qué pasa.
viernes 21 septiembre, 2018 @ 6:37 pm
Que no punda el cúnico. La ciencia es como el chancho, nada se tira, nada es inútil, todo se aprovecha y todo se come. Las matemáticas que no han servido para una cosa acabarán sirviendo para otra, cuál, es inimaginable ahora mismo. Cuando Lobachevsky se cepilló la euclidiana y parió una familia entera de geometrías allá en la salvaje Rusia del siglo XVIII (bastante menos salvaje que los imperios de Europa Occidental), ni se le ocurrió que estaba pariendo la matriz de la RG. Ni Einstein llegó a conocer al pollo ni su trabajo, aunque para entonces sus novedades se habían abierto camino. Muy lentamente, muy ineficientemente, muy caóticamente. Los humanos somos así.
Obviamente entre los altares de Newton y la montaña de prejuicio todavía residente en nuestras cabezas demasiada carambola que las cosas hubiesen ido más rápido. Es la forma de funcionar que tenemos y de la que sabemos aún menos que de cosmología. Si nuestro éxito evolutivo radica en la estructura y escala de las comunidades culturales que formamos, sería interesante conocer sus propiedades y cómo podríamos mejorar nuestras capacidades, dado que a escala de individuo ya están dando de sí todo lo que pueden dar.
Respecto a las dimensiones expandidas, variables incultas y demás artefactos-calzadores, yo creo que a estas alturas más que para un museo, dan para un parque temático. Son nuestro estilo particular, a nivel civilización, yo estoy convencido de que cada cultura tiene sus propios prejuicios de la casa.
Por descontado que intrínsecamente, esto no tendría que suponer ningún problema. Ars longa, vita brevis, porque la vita si le es dado vivir el promedio, no es brevis para nada, pero el ars sí que necesita fuel. El problema que se nos plantea a nosotros, a nuestra cultura particular, es que hacemos destrozos más deprisa de lo que aprendemos a evitarlos, no digamos revertirlos. Tenemos dos opciones y su combinación: cambiar nuestros parámetros culturales, aprender a aprender más deprisa, o ambas cosas a la vez, que estaría muy bien.