Es la idea explorada por investigadores del Imperial College London, quienes proponen que actúe como un motor térmico, transformando el calor en trabajo. Una pista que podría resolver grandes enigmas cosmológicos.
La teoría de la relatividad general de Einstein describe la gravedad como una curvatura del espacio-tiempo. Pero tiene dificultades para explicar por qué la energía del vacío es tan baja en comparación con las predicciones cuánticas: el famoso problema de la constante cosmológica. Esta divergencia ha llevado a los físicos a buscar alternativas. El enfoque termodinámico podría ofrecer un nuevo camino, al relacionar la gravedad con procesos de calor y entropía ya observados en los agujeros negros.
Todo comenzó en 1995, cuando el físico Ted Jacobson invirtió la lógica de Hawking y Bekenstein. En lugar de deducir una temperatura a partir de la gravedad, utilizó la termodinámica para derivar la ecuación de Einstein. Una idea brillante pero que quedó sin seguimiento durante décadas. Joao Magueijo, autor principal del nuevo estudio, la recordó durante unas vacaciones en una isla griega aislada. Se dio cuenta de que los intentos anteriores trataban de hacer encajar teorías existentes en la construcción de Jacobson, en lugar de dejar que la termodinámica guiara.
Con su doctorando Ray Isichei, Magueijo modeló la gravedad como un ciclo de Otto, el principio de los motores de gasolina. En un motor, el calor no es la única fuente de energía: también hay trabajo, reacciones químicas. Así que añadieron ese "algo más" al proceso termodinámico, sin presuponer el resultado. Este enfoque abierto permitió derivar una nueva teoría de la gravedad, donde la materia y la energía pueden ser creadas o destruidas.
El ciclo termodinámico propuesto en el artículo. La gravedad de Einstein corresponde al caso degenerado donde solo están presentes las etapas de flujo de calor. Al añadir etapas de producción de trabajo, emergen nuevas teorías de la gravedad, incluidas aquellas donde se modifica la conservación de la materia-energía.
Crédito: Isichei y Magueijo / Physical Review Letters.
Este resultado casi fue abandonado, porque parecía absurdo. Pero los investigadores se dieron cuenta de que esta propiedad podría explicar la aceleración de la expansión del Universo sin recurrir a la energía oscura ni a una constante cosmológica. Normalmente, la materia ordinaria frena la expansión. Pero si su conservación se modifica, una creación continua de materia puede, por el contrario, acelerar la expansión. Una idea audaz que podría resolver un problema de varias décadas.
Por supuesto, esta teoría sigue siendo especulativa. Los autores planean confrontarla con observaciones cosmológicas, como las supernovas o la radiación fósil. La cosmología se ha convertido en una ciencia de precisión, y toda nueva idea debe superar la prueba de los datos. Si se verifica, nuestra concepción de la gravedad y del Universo podría verse profundamente trastocada.
Source: Physical Review Letters