Las ondas sísmicas pueden revelar los secretos de la gravedad

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Los investigadores están explorando la posibilidad de utilizar movimientos sísmicos en la Tierra para probar modelos de gravedad diferentes a la teoría general de la relatividad de Einstein. La comprensión actual de la gravedad se basa en la suposición de que la materia oscura y la energía oscura, que constituyen el 95 % del universo, son entidades físicas. Sin embargo, se sabe que la relatividad general es incompleta, lo que lleva a propuestas de teorías de la gravedad modificadas. Al estudiar cómo viajan las ondas sísmicas bajo la influencia de la gravedad modificada, los científicos pueden usar las conocidas propiedades de la Tierra para restringir estas teorías. Aunque no hay desviaciones del trabajo de Einstein, todavía es necesario el desarrollo de más herramientas para investigar la gravedad modificada. Crédito: Laboratorio Nacional de Argonne

Los científicos están investigando el uso de los movimientos sísmicos de la Tierra para probar modelos alternativos de gravedad que van más allá de la teoría general de la relatividad de Einstein. Al analizar las ondas sísmicas bajo la influencia de la gravedad modificada, los investigadores pueden restringir estas teorías y continuar la búsqueda de una comprensión más completa de la gravedad.

Probar la posibilidad de modelos de gravedad diferentes de la relatividad general puede estar más cerca de casa de lo que pensamos. Un equipo de investigadores ha sugerido que podríamos usar movimientos sísmicos en la Tierra misma para probar la gravedad modificada.

No entendemos el 95% de los contenidos del universo. Las incógnitas, conocidas colectivamente como el sector oscuro, incluyen tanto la materia oscura como la energía oscura. La materia oscura parece ser la forma dominante de materia en el universo, y cada galaxia contiene hasta el 80% de esta forma invisible de materia. Mientras tanto, la energía oscura es una fuente de energía que envuelve todo el espacio y el tiempo y es responsable de la expansión acelerada del universo.

Pero las afirmaciones de que la materia oscura y la energía oscura son entidades físicas se basan en la suposición de que nuestra comprensión de la gravedad es correcta. Actualmente, nuestra mejor comprensión de la gravedad proviene de la teoría general de la relatividad de Einstein. Esta teoría nos dice que la gravedad es una manifestación de la deformación y deformación del propio espacio-tiempo.

Pero sabemos que la relatividad general no es perfecta. Sabemos que se fragmenta en los centros de los agujeros negros y en el universo primitivo. Entonces sabemos que no tenemos la historia completa de la gravedad en nuestras manos. Alentados por esto, muchas personas durante décadas han propuesto teorías modificadas de la gravedad, que son una gama de extensiones y mejoras al modelo original de Einstein.

Sin embargo, todas estas extensiones enfrentan una serie de obstáculos difíciles. Hemos probado la relatividad general en muchos contextos y en muchas escalas, por lo que es difícil construir una teoría que difiera lo suficiente de la relatividad general simple para explicar la materia oscura y la energía oscura, pero que satisfaga todas las limitaciones observacionales conocidas.

Cuantas más formas podamos desarrollar para explorar la gravedad modificada, mejor. Y así, un equipo de investigadores descubrió que nosotros No necesariamente necesitas mirar las estrellas. Para probar varias teorías de la gravedad modificadas. En cambio, podemos mirar a la Tierra. Descubrieron que bajo gravedad modificada, las ondas sísmicas viajan a través de la Tierra a diferentes velocidades y de diferentes maneras.

Dado que conocemos muy bien muchas de las propiedades de la Tierra, como su masa y momento de inercia, podemos convertir ese conocimiento en el uso de datos sísmicos para restringir las teorías gravitacionales modificadas.

Hasta ahora, los datos no indican ninguna necesidad de desviarse del trabajo original de Einstein. Pero cuantas más herramientas desarrollemos y más métodos de investigación, mejor.

Adaptado de un artículo publicado originalmente en el universo hoy.

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