El observatorio integral de rayos gamma de la ESA (Agencia Espacial Europea) ha dado resultados que afectarán dramáticamente la búsqueda de la física más allá de Einstein. Se ha demostrado que cualquier “grano espacial” subyacente debe de estar a escalas mucho menores de las hipótesis anteriores. La Teoría de la Relatividad General de Einstein describe las propiedades de la gravedad y supone que el espacio está formado de una especie de tejido suave y continuo. Sin embargo, la teoría cuántica sugiere que el espacio debe ser granulado en escalas más pequeñas, como la arena en una playa.
Una de las grandes preocupaciones de la física moderna es unir estos dos conceptos en una única teoría de la gravedad cuántica.
Ahora el Observatorio Integral ha puesto límites estrictos de nuevo en el tamaño de esos “granos” cuánticos en el espacio, demostrando que debe de ser mucho más pequeños que algunas ideas que sugieren la gravedad cuántica.
Según los cálculos, los pequeños granos afectan a la manera en que los rayos gamma viajan por el espacio. Los granos deben retorcer los rayos de luz, cambiando la dirección en que oscilan, una propiedad llamada polarización.
Ese retorcimiento debe ser mayo en los rayos gamma de alta energía, y la diferencia en la polarización puede ser utilizada para estimar el tamaño de los granos.
Philippe Laurent de CEA Saclay y sus colaboradores utilizaron los datos del instrumento IBIS del Observatorio Integral para buscar la diferencia en la polarización entre rayos gamma de alta y baja energía emitidos durante una de las más poderosas explosiones de rayos gamma (GRBs) jamás vista.
Los GRBs provienen de algunas de las explosiones más energéticas conocidas en el Universo. Se cree que la mayoría ocurren cuando estrellas muy masivas colapsan en estrellas de neutrones o agujeros negros en una supernova, lo que conduce a un pulso de gran cantidad de rayos gamma que dura apenas segundos o minutos, pero cuyo brillo eclipsa galaxias enteras.
El estallido de rayos gamma 041219A tuvo lugar el 19 de diciembre de 2004 y fue reconocido de inmediato como en el 1% de los GRBs de brillo. Era tan brillante que Integral fue capaz de medir la polarización de los rayos gamma con precisión.
El Dr. Laurent y sus colegas buscaron las diferencias en la polarización de energías diferentes, pero no encontraron ningún límite con exactitud en los datos.
Algunas teorías sugieren que la naturaleza cuántica del espacio debe manifestarse en la “escala de Planck: el minúsculo 10 -35 de un metro, donde un milímetro es 10 -3 m.
Sin embargo, las observaciones de Integral son alrededor de 10 000 veces más precisas que cualquier otra y demuestran que cualquier grano cuántico debe estar a un nivel de 10 -48 m o menos.
“Este es un resultado muy importante en la física fundamental y descarta algunas teorías de cuerdas y teorías de bucle cuántico de gravedad”, dice el Dr. Laurent.
El Observatorio Integral hizo una observación similar en 2006, cuando se detectaron emisiones polarizadas en la Nebulosa del Cangrejo, el remanente de una explosión de supernova a sólo 6.500 años luz de la Tierra y en nuestra propia galaxia.
Esta nueva observación es mucho más estricta en cualquier caso, debido a que GRB 041219A estaba a una distancia estimada en por lo menos 300 millones de años luz.
En principio, el efecto de torsión fue pequeño debido a que los granos cuánticos deberían haberse acumulado a lo largo de una distancia muy grande en una señal detectable. Ya que no se vio nada, los granos deben ser aún menores de lo que antes se sospechaba.
“La física fundamental es una aplicación menos evidente para el observatorio de rayos gamma Integral”, señala Christoph Winkler, científico del proyecto Integral de la ESA. “Sin embargo, nos ha permitido dar un gran paso adelante en la investigación de la naturaleza del propio espacio.”
Ahora es a los teóricos los que deben volver a examinar sus teorías a la luz de este nuevo resultado.
Enlace original: Integral challenges physics beyond Einstein
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