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.
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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Foto: pizarra que aparece en la película Interstellar.