Pero puede haber oportunidades para detectar indirectamente las firmas de esos gravitones.
Una estrategia que están siguiendo Vafa y sus colaboradores se basa en estudios cosmológicos a gran escala que trazan la distribución de galaxias y materia. En esas distribuciones, podría haber «pequeñas diferencias en el comportamiento de agrupación», dijo Obied, que señalarían la presencia de gravitones oscuros.
Cuando los gravitones oscuros más pesados se desintegran, producen un par de gravitones oscuros más claros con una masa combinada que es ligeramente menor que la de su partícula original. La masa faltante se convierte en energía cinética (de acuerdo con la fórmula de Einstein, mi = mc2), lo que da a los gravitones recién creados un pequeño impulso: una «velocidad de patada» que se estima en aproximadamente una diezmilésima parte de la velocidad de la luz.
Estas velocidades de impulso, a su vez, podrían afectar la forma en que se forman las galaxias. Según el modelo cosmológico estándar, las galaxias comienzan con un grupo de materia cuya atracción gravitacional atrae más materia. Pero los gravitones con una velocidad de impulso suficiente pueden escapar de este control gravitacional. Si lo hacen, la galaxia resultante será ligeramente menos masiva de lo que predice el modelo cosmológico estándar. Los astrónomos pueden buscar esta diferencia.
Las observaciones recientes de la estructura cósmica del Estudio Kilo-Degree son hasta ahora consistentes con la dimensión oscura: un análisis de los datos de ese estudio colocó un límite superior en la velocidad de la patada que estaba muy cerca del valor predicho por Obied y sus coautores. Una prueba más rigurosa procederá del telescopio espacial Euclid, que se lanzó el pasado mes de julio.
Mientras tanto, los físicos también planean probar la idea de la dimensión oscura en el laboratorio. Si la gravedad se filtra hacia una dimensión oscura que mide 1 micrón de ancho, en principio se podría buscar cualquier desviación de la fuerza gravitacional esperada entre dos objetos separados por la misma distancia. No es un experimento fácil de llevar a cabo, dijo Armin Shayeghi, físico de la Academia de Ciencias de Austria que está realizando la prueba. Pero «hay una sencilla razón por la que tenemos que hacer este experimento», añadió: no sabremos cómo se comporta la gravedad a distancias tan cercanas hasta que lo miremos.
La medición más cercana hasta la fecha, realizada en 2020 en la Universidad de Washington, implicó una separación de 52 micrones entre dos cuerpos de prueba. El grupo austriaco espera alcanzar finalmente el rango de 1 micrón previsto para la dimensión oscura.
Si bien los físicos encuentran intrigante la propuesta de la dimensión oscura, algunos se muestran escépticos de que funcione. «Buscar dimensiones adicionales a través de experimentos más precisos es algo muy interesante», dijo Juan Maldacena, físico del Instituto de Estudios Avanzados, «aunque creo que la probabilidad de encontrarlas es baja».
Joseph Conlon, físico de Oxford, comparte ese escepticismo: “Hay muchas ideas que serían importantes si fueran ciertas, pero probablemente no lo sean. Este es uno de ellos. Las conjeturas en las que se basa son algo ambiciosas y creo que la evidencia actual para ellas es bastante débil”.
Por supuesto, el peso de la evidencia puede cambiar, razón por la cual hacemos experimentos en primer lugar. La propuesta de la dimensión oscura, si es respaldada por próximas pruebas, tiene el potencial de acercarnos a la comprensión de qué es la materia oscura, cómo se vincula tanto con la energía oscura como con la gravedad, y por qué la gravedad parece débil en comparación con las otras fuerzas conocidas. «Los teóricos siempre están tratando de lograr este ‘unir’. La dimensión oscura es una de las ideas más prometedoras que he escuchado en esta dirección», dijo Gopakumar.
Pero en un giro irónico, lo único que la hipótesis de la dimensión oscura no puede explicar es por qué la constante cosmológica es tan asombrosamente pequeña, un hecho desconcertante que esencialmente inició toda esta línea de investigación. «Es cierto que este programa no No explico ese hecho”, admitió Vafa. «Pero lo que podemos decir, a partir de este escenario, es que si lambda es pequeña (y se explican en detalle las consecuencias de ello) podrían encajar todo un conjunto de cosas sorprendentes».
historia original reimpreso con permiso de Revista Quanta, una publicación editorialmente independiente del Fundación Simons cuya misión es mejorar la comprensión pública de la ciencia cubriendo los desarrollos y tendencias de la investigación en matemáticas y ciencias físicas y biológicas.