NeoFronteras

Según un experimento reciente las dimensiones ocultas del espacio, que algunas teorías propugnan, deben de tener un efecto gravitatorio con un alcance menor que la mitad del grosor de un cabello humano.
No es nada fácil medir la gravedad. La ley de la gravedad del inverso del cuadrado de la distancia se ha comprobado para distancias macroscópicas o incluso para el sistema solar. Sin embargo, hasta el momento había pocos experimentos que la comprobaran a distancias cortas.
Las teorías de cuerdas proponen dimensiones compactas y ocultas muy pequeñas que harían que la gravedad fuese distinta a escalas pequeñas, y esto se traduciría en un tirón más fuerte que el predicho por la teoría estándar.
Hay otra teoría que propone la existencia de una dimensión temporal extra en la cual los gravitones se moverían libremente, mientras que las partículas habituales (de las que estamos hechos) estarían confinadas en el tiempo normal produciéndose. En este caso se produciría un debilitamiento de la gravedad a distancias pequeñas.
En otras teorías para resolver el problema de la constante cosmológica se proponen gravitones tan grandes como λ_d=(ħc/ρ_d)^1/4 ≈ 85 μm, siendo ρ_d la densidad de energía oscura y el valor numérico suministrado se obtendría del valor estimado para ρ_d a partir de observaciones astronómicas. En este caso también se produciría un debilitamiento de la gravedad a distancias menores que λ_d.
Resumiendo, hay varias de teorías que proponen que la fuerza de la gravedad es distinta a pequeñas distancias y es necesario comprobarlo experimentalmente.
Ahora un experimento que mide la fuerza de gravedad a distancias muy cortas ha demostrado que hasta una distancia de unas pocas micras la fuerza de gravedad es la de siempre. De este modo si, por ejemplo, las dimensiones extras existen, éstas deben de estar compactadas a unas distancias menores a la mitad de un cabello humano, es decir unas pocas decenas de micras.
Por tanto, los investigadores han constatado que la fuerza que rige el movimiento de los planetas sigue funcionando bien cuando los objetos están separados 56 micras.
Dimensiones extras de ese tamaño tan grande no se esperan encontrar, pues el tamaño postulado para las mismas es bastante menor. Y si se hubiese visto algo raro habría sido toda una sorpresa.
De entrada, los resultados descartan las teorías con dimensiones extras de tamaño micrométrico que se propusieron en la década de los noventa y que predecían un fortalecimiento de la gravedad a distancia de micras.
Se espera que con el acelerador LHC sea posible estudiar a más cortas distancias estas ideas de las dimensiones extras.
En este experimento, dirigido por E. G. Adelberger de la Universidad de Washington, los investigadores dispusieron un pequeño péndulo de torsión suspendido sobre una pila formada por discos metálicos que ejercían una fuerza gravitatoria sobre un anillo metálico cercano al péndulo.

Esquema del dispositivo empleado en el experimento. Una foto del mismo dentro del armazón se puede ver arriba. Fuente: PRL.

Tanto el anillo como el disco superior tenían una serie de agujeros. Si los agujeros se alineaban la gravedad tiraba del péndulo hacia abajo, pero si los agujeros no coincidían la fuerza ejercida sobre el disco retorcía el péndulo. Como resultado el experimento era capaz de medir la fuerza de la gravedad a la distancia a la que estaban separados el anillo del disco superior (ver imagen).
La clave está el disco inferior que tiene agujeros de distintos tamaños diseñados para cancelar el efecto de torsión sobre el péndulo en caso de no coincidencia. Si la cancelación no ocurre entonces eso significaría que o bien la fuerza de gravedad cambia o una nueva fuerza interviene en el juego. Pero eso no pasó.
De momento Newton puede descansar tranquilo en la Abadía de Westminster.

Referencia: Physical Review Letters 98, 021101 (2007).