En esta imagen de la evolución del universo se refleja cómo la energía oscura supuestamente contribuyó a su expansión. Fuente: NASA; Theophilus Britt Griswold – WMAP Science Team.
Nueva teoría sobre la dilatación temporal predicha por Einstein y sobre la expansión del cosmos
Hasta ahora se pensaba que la energía oscura es una forma desconocida de energía que está provocando la expansión acelerada del universo. Pero, ¿y si esta energía no existiera? Un profesor de la Universidad de Georgia (EEUU) propone una teoría alternativa que señala que así es. La expansión del universo se debería, según él, a que el tiempo corría más deprisa en el pasado.
La energía oscura es una forma desconocida de energía que se piensa está provocando la expansión acelerada del universo.
Un nuevo estudio realizado por un profesor de la Universidad de Georgia (EEUU) llamado Edward Kipreos sugiere que cambiar nuestra concepción de la dilatación de tiempo –la ralentización del tiempo predicha por Albert Einstein - podría proporcionar una explicación alternativa sobre dicha energía.
En la reciente película de Hollywood Interstellar, un equipo de científicos viaja por el espacio atravesando un agujero de gusano, con el objetivo de acceder a planetas en los que podría haber condiciones de habitabilidad similares a las de la Tierra. Uno de los desafíos a los que se enfrenta dicho equipo es la dilatación de tiempo: cada hora que pasan reuniendo datos sobre un planeta supone que en la Tierra pasen siete años.
Un nuevo estudio realizado por un profesor de la Universidad de Georgia (EEUU) llamado Edward Kipreos sugiere que cambiar nuestra concepción de la dilatación de tiempo –la ralentización del tiempo predicha por Albert Einstein - podría proporcionar una explicación alternativa sobre dicha energía.
En la reciente película de Hollywood Interstellar, un equipo de científicos viaja por el espacio atravesando un agujero de gusano, con el objetivo de acceder a planetas en los que podría haber condiciones de habitabilidad similares a las de la Tierra. Uno de los desafíos a los que se enfrenta dicho equipo es la dilatación de tiempo: cada hora que pasan reuniendo datos sobre un planeta supone que en la Tierra pasen siete años.
¿Qué pasa con el tiempo?
La teoría general de la relatividad de Einstein indica que, en relación con la gravedad, el tiempo sufriría los siguientes cambios: para un objeto sometido a una gravedad alta (por ejemplo, en la Tierra), el tiempo transcurrirá más lentamente que para un objeto sometido a baja gravedad (por ejemplo, en el espacio, como en la película de Hollywood mencionada).
En la teoría de la relatividad especial de Einstein, en cambio, la dilatación del tiempo es recíproca: si consideramos dos relojes que se mueven uno con respecto al otro, será el reloj de la otra parte aquél en el que el tiempo se dilate. En otras palabras, los tiempos de cada uno de dos objetos en movimiento se reducirán en relación al otro.
En su trabajo, lo que Kipreos propone es que la dilatación del tiempo no responde a esta mencionada reciprocidad entre dos objetos móviles, sino que siempre afectaría solo a un único objeto en movimiento (es decir, es direccional).
En un comunicado de la Universidad de Georgia (UGA) pone como ejemplo de este fenómeno a los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (los famosos GPS). Según él, "los satélites, que viajan en marcos de referencia de caída libre, se mueven lo suficientemente rápido con respecto la Tierra como para que haya que corregir su tiempo para ralentizarlo".
"Si observamos los satélites de GPS, el tiempo de estos se está reduciendo, pero según dichos satélites, nuestro tiempo no va más despacio, lo que debería ocurrir si la dilatación del tiempo fuera recíproca. En lugar de eso, nuestro tiempo va más rápido en relación con el de los satélites, algo que sabemos gracias a la comunicación constante con ellos".
"Se supone que la relatividad especial es recíproca, con ambas partes experimentando la misma dilatación temporal. Sin embargo, todos los ejemplos que tenemos ahora mismo pueden ser interpretados como una dilatación direccional (no recíproca) del tiempo", afirma Kipreos.
La teoría general de la relatividad de Einstein indica que, en relación con la gravedad, el tiempo sufriría los siguientes cambios: para un objeto sometido a una gravedad alta (por ejemplo, en la Tierra), el tiempo transcurrirá más lentamente que para un objeto sometido a baja gravedad (por ejemplo, en el espacio, como en la película de Hollywood mencionada).
En la teoría de la relatividad especial de Einstein, en cambio, la dilatación del tiempo es recíproca: si consideramos dos relojes que se mueven uno con respecto al otro, será el reloj de la otra parte aquél en el que el tiempo se dilate. En otras palabras, los tiempos de cada uno de dos objetos en movimiento se reducirán en relación al otro.
En su trabajo, lo que Kipreos propone es que la dilatación del tiempo no responde a esta mencionada reciprocidad entre dos objetos móviles, sino que siempre afectaría solo a un único objeto en movimiento (es decir, es direccional).
En un comunicado de la Universidad de Georgia (UGA) pone como ejemplo de este fenómeno a los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (los famosos GPS). Según él, "los satélites, que viajan en marcos de referencia de caída libre, se mueven lo suficientemente rápido con respecto la Tierra como para que haya que corregir su tiempo para ralentizarlo".
"Si observamos los satélites de GPS, el tiempo de estos se está reduciendo, pero según dichos satélites, nuestro tiempo no va más despacio, lo que debería ocurrir si la dilatación del tiempo fuera recíproca. En lugar de eso, nuestro tiempo va más rápido en relación con el de los satélites, algo que sabemos gracias a la comunicación constante con ellos".
"Se supone que la relatividad especial es recíproca, con ambas partes experimentando la misma dilatación temporal. Sin embargo, todos los ejemplos que tenemos ahora mismo pueden ser interpretados como una dilatación direccional (no recíproca) del tiempo", afirma Kipreos.
Edward Kipreos. Fuente: UGA Today.
La alternativa acaba con la energía oscura
Kipreos encontró una teoría alternativa, la Transformación de Lorentz Absoluta, que podría explicar este fenómeno. Esta teoría señala que la dilatación direccional del tiempo sería compatible con las pruebas disponibles.
Además, asegura Kipreos, "una aplicación estricta de la Transformación de Lorentz Absoluta a los datos cosmológicos tendría implicaciones significativas para el universo y para la existencia de energía oscura".
Estas serían las que se explican a continuación: A medida que el universo se va expandiendo, los objetos cosmológicos más grandes, como las galaxias, se alejan cada vez más rápidamente unos de otros (Ley de Hubble). La teoría de la Transformación de Lorentz Absoluta indica que esas velocidades incrementadas inducen la dilatación direccional del tiempo. Como consecuencia, el paso del tiempo sería lento ahora, y más veloz antes.
Esto podría explicar el siguiente hecho. Desde siempre, las supernovas o explosiones de estrellas han sido utilizadas por los astrónomos para medir las distancias cosmológicas, a partir de la aparición de sus brillos. Sin embargo, en 1998 y 1999, se observó que las explosiones estelares o supernovas situadas a distancias mayores eran más débiles de lo que cabría esperar de su lejanía. Los astrónomos supusieron que la tasa de expansión del universo se había acelerado.
Esta expansión acelerada del universo ha sido atribuida a los efectos de la energía oscura. "Sin embargo, no hay ninguna comprensión sobre qué es la energía oscura o de por qué esta se ha manifestado sólo recientemente”, explica Kipreos. “Los efectos predichos –sobre una velocidad mayor del tiempo en el pasado- implicarían que no hay ninguna aceleración en la expansión del universo. Por tanto, no habría ninguna necesidad de explicarla mediante la existencia de energía oscura", concluye el investigador.
Kipreos encontró una teoría alternativa, la Transformación de Lorentz Absoluta, que podría explicar este fenómeno. Esta teoría señala que la dilatación direccional del tiempo sería compatible con las pruebas disponibles.
Además, asegura Kipreos, "una aplicación estricta de la Transformación de Lorentz Absoluta a los datos cosmológicos tendría implicaciones significativas para el universo y para la existencia de energía oscura".
Estas serían las que se explican a continuación: A medida que el universo se va expandiendo, los objetos cosmológicos más grandes, como las galaxias, se alejan cada vez más rápidamente unos de otros (Ley de Hubble). La teoría de la Transformación de Lorentz Absoluta indica que esas velocidades incrementadas inducen la dilatación direccional del tiempo. Como consecuencia, el paso del tiempo sería lento ahora, y más veloz antes.
Esto podría explicar el siguiente hecho. Desde siempre, las supernovas o explosiones de estrellas han sido utilizadas por los astrónomos para medir las distancias cosmológicas, a partir de la aparición de sus brillos. Sin embargo, en 1998 y 1999, se observó que las explosiones estelares o supernovas situadas a distancias mayores eran más débiles de lo que cabría esperar de su lejanía. Los astrónomos supusieron que la tasa de expansión del universo se había acelerado.
Esta expansión acelerada del universo ha sido atribuida a los efectos de la energía oscura. "Sin embargo, no hay ninguna comprensión sobre qué es la energía oscura o de por qué esta se ha manifestado sólo recientemente”, explica Kipreos. “Los efectos predichos –sobre una velocidad mayor del tiempo en el pasado- implicarían que no hay ninguna aceleración en la expansión del universo. Por tanto, no habría ninguna necesidad de explicarla mediante la existencia de energía oscura", concluye el investigador.
Referencia bibliográfica:
Edward T. Kipreos. Implications of an Absolute Simultaneity Theory for Cosmology and Universe Acceleration. PLOS ONE (2014). DOI: 10.1371/journal.pone.0115550.
Edward T. Kipreos. Implications of an Absolute Simultaneity Theory for Cosmology and Universe Acceleration. PLOS ONE (2014). DOI: 10.1371/journal.pone.0115550.
