Una estructura torcida en el espacio-tiempo, similar al ADN, podría cambiar nuestra comprensión del universo

Un equipo internacional de investigadores ha propuesto una innovadora teoría sobre la naturaleza del espacio-tiempo, sugiriendo que podría estar compuesto por "pares entrelazados" de partículas conocidas como "bosones virtuales", similares a los fotones. Este hallazgo, liderado por el físico y matemático español Robert Monjo, profesor de la Saint Louis University en su campus de Madrid, podría transformar nuestra comprensión de la gravedad y el electromagnetismo, dos de las fuerzas fundamentales del universo.

El estudio, publicado en la revista científica General Relativity and Gravity, fue desarrollado en colaboración con el profesor Rutwig Campoamor-Stursberg, de la Universidad Complutense de Madrid, y el investigador postdoctoral Álvaro Rodríguez-Abella, de la Universidad de California, Los Ángeles. Los autores aseguran haber encontrado un "puente" entre la gravedad y las demás fuerzas fundamentales de la naturaleza, lo que podría ser un avance crucial en la búsqueda de una teoría unificada.

La investigación parte de la idea de que las simetrías, que son invariantes ante ciertas transformaciones, son fundamentales para entender la física del universo. Este concepto ha sido clave en teorías como la electrodinámica cuántica, que describe el electromagnetismo, y la cromodinámica cuántica, que explica la fuerza que mantiene unidos a los átomos. Los autores del estudio proponen extender esta idea de simetría para incluir la gravedad y el electromagnetismo dentro de un marco más amplio, al que denominan "gravedad coloreada".

En su artículo, los investigadores generalizan una teoría propuesta por Albert Einstein en 1928, conocida como "gravedad teleparalela". Esta teoría plantea una reinterpretación del concepto de gravedad dentro de un espacio-tiempo de cuatro dimensiones, sugiriendo que la torsión del espacio-tiempo, y no solo su curvatura, podría explicar los fenómenos gravitatorios.

"Albert Einstein estuvo muy cerca de conseguirlo, sólo le faltaba considerar unas coordenadas más adecuadas para trazar el puente que faltaba", detalla Monjo.

Curvatura y torsión: dos caras de la misma moneda

La teoría de la relatividad general de Einstein, formulada en 1916, describe la gravedad como el resultado de la curvatura del espacio-tiempo causada por la presencia de masa. Sin embargo, en su teoría de 1928, Einstein demostró que la torsión del espacio-tiempo puede producir los mismos efectos que la curvatura. Para ilustrar esta idea, los autores comparan el espacio-tiempo con un muelle que puede ser curvado en un círculo o torsionado en una línea recta, pero ambas configuraciones producen el mismo fenómeno gravitacional.

Según los investigadores, la torsión generada por dos "bosones virtuales" sería responsable de un fenómeno similar al que produciría el hipotético gravitón, la partícula comunmente asociada a la gravedad. Esta partícula se caracterizaría por un giro doble, conocido como "spin 2", que guarda una sorprendente similitud con la estructura de la doble hélice del ADN. Este descubrimiento sugiere que la gravedad y el electromagnetismo podrían entenderse, en efecto, como manifestaciones de una teoría más general.

Aunque esta teoría de la "gravedad coloreada" es novedosa, tiene antecedentes en los trabajos de los físicos Theodor Kaluza y Oskar Klein, quienes "entre 1919 y 1926 propusieron una teoría similar que requería una quinta dimensión adicional". Los investigadores actuales creen que han superado esta limitación al introducir nuevas coordenadas que permiten unificar la gravedad y el electromagnetismo sin necesidad de dimensiones extras.

Robert Monjo destaca que para avanzar "es necesario considerar la deslocalización de una partícula dada, pues las teorías cuánticas tratan la posición como un conjunto de valores posibles dado por operador o matriz, en lugar de un valor unívoco". Esta perspectiva podría abrir nuevas vías para entender la gravedad cuántica, un campo en el que los científicos han estado trabajando durante décadas sin lograr una teoría completa.

El equipo de investigadores sigue explorando las posibles repercusiones de este hallazgo. De confirmarse sus hipótesis, no solo estaríamos ante una nueva forma de entender la gravedad, sino que además se podrían abrir caminos hacia la unificación de todas las fuerzas de la naturaleza, uno de los objetivos más ambiciosos de la física moderna, una teoría del todo. @mundiario