¿Cuántas Dimensiones? Una Mirada Mas Profunda Al Espacio Exterior

Por Inés Urdaneta, física e investigadora de Resonance Science Foundation

La detección de las ondas gravitacionales ha sido un avance notable, por muchas razones, entre ellas, la posibilidad de descartar o probar diferentes teorías que describen la gravedad. Algunas de estas nuevas teorías requieren la existencia de dimensiones adicionales a las 3D espaciales +1 dimensión temporal estándar de la relatividad general. Estas dimensiones adicionales se requieren principalmente para dar una vía alternativa a la hipótesis de la materia y la energía oscuras, ya que la gravedad se filtraría en estas dimensiones adicionales, disminuyendo la amplitud de la señal de las ondas gravitacionales observadas. Esto daría un error en la distancia inferida a la fuente de ondas gravitacionales predicha por la relatividad general. De ser cierto, podría explicar la materia y la energía oscuras aún no detectadas, a costa de poner en tela de juicio la teoría de la relatividad general, ya que la existencia de la materia y la energía oscuras resulta de asumir que la relatividad general es válida a todas las escalas y distancias.

La colisión de dos estrellas de neutrones detectada el año pasado ofrece una visión adicional, debido a las ondas electromagnéticas que acompañan a la señal gravitacional.  Tal fue el caso del evento GW170817 detectado en LIGO el 17 de agosto de 2017, donde se produjeron ondas gravitacionales, rayos gamma, rayos X, ondas de radio, luz óptica e infrarroja. Dicho evento permitió plantear la siguiente pregunta: "¿las ondas gravitacionales de gran longitud de onda y los fotones de corta frecuencia experimentan el mismo número de dimensiones del espacio-tiempo?" [1]

Investigadores de la universidad de Chicago probaron por primera vez las teorías de la gravedad modificada de esta manera, comparando las diferencias de retardo temporal entre la propagación de las ondas gravitacionales y las electromagnéticas a través del espacio-tiempo.  Según la RG, la amplitud de la onda gravitacional disminuye inversamente con la distancia de luminosidad. Las desviaciones de esta relación podrían deberse a la existencia de extra-dimensiones compactas. Si la gravedad se filtra en estas otras dimensiones a lo largo del camino, la señal medida sería más débil de lo esperado, mientras que las ondas electromagnéticas no se verían afectadas. Comparando la distancia de luminosidad de GW170817 extraída bajo el supuesto de la RG con la distancia medida por la electromagnética a su galaxia anfitriona -NGC 4993- los autores encontraron fuertes desviaciones en las teorías con fuga gravitacional. En otras palabras, los investigadores que participaron en este estudio no encontraron pruebas de la existencia de dimensiones espaciales adicionales. GW170817 es totalmente coherente con la RG.

"Parece que, por ahora, el universo tiene las mismas dimensiones conocidas -tres de espacio y una de tiempo- incluso a escalas de cien millones de años luz".

_{RSF en perspectiva}

El tema de la dimensionalidad espacial, entendiéndola como el numero de dimensiones espaciales que hemos definido en la física, se presta a mucha confusión. Existen modelos en física que requieren de más dimensiones espaciales a las 3D habituales -alto, ancho y largo-, por ejemplo, en la teoría de cuerdas, existirían un total de 11 dimensiones, de las cuales 8 serían dimensiones compactas que serían imposibles de percibir a nuestra escala, donde solo las tres dimensiones habituales se manifestarían.

Así mismo, en física es usual trabajar con modelos en 2D, por ejemplo, cuando hablamos de las ondas electromagnéticas solemos describirlas como una oscilación en 2 dimensiones. Y este hábito es tan común, que usualmente olvidamos que solo es una aproximación, no es real. No hay nada en la naturaleza que sea verdaderamente bidimensional porque por muy estrecho que sea un objeto, siempre tendrá un grosor.

Y esta es la clave del modelo holográfico generalizado; haber definido una unidad de volumen para el espacio, que además es esférico, con diámetro de longitud de Planck. Con estas unidades, llamadas Unidades esféricas de Planck -que representan a las fluctuaciones del vacío- empaquetando un volumen mayor, por ejemplo, el volumen de un protón, es posible explicar el origen de la masa del protón.

Para poder abordar y resolver de manera asertiva los problemas más importantes de la física, como el origen de la fuerza fuerte nuclear, la catástrofe del vacío, y tantos otros, es fundamental desprenderse de la noción bidimensional, y describir los sistemas en función de su volumen, y de su capacidad de intercambiar información con su entorno a través de su superficie. Desde el modelo holográfico generalizado de Nassim Haramein, basado en la proporción holográfica fundamental 𝝓, estos problemas han sido resueltos sin necesidad de apelar a un mayor número de dimensiones. Para mas información, puedes tomar el curso gratuito de ciencia unificada en es.resonancescience.org.

Bibliografía

[1] Kris Pardo et al JCAP07(2018)048

Más información en:

https://phys.org/news/2018-09-gravitational-dose-reality-extra-dimensions.html#jCp