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Los modelos teóricos que intentan aunar la teoría General de la Relatividad de Einstein y la mecánica cuántica se han encontrado con un nuevo obstáculo. Un estudio internacional en el que han participado investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha detectado polarización en los rayos gamma procedentes de un objeto muy lejano, y ha concluido que la velocidad de la luz no varía en función de esa polarización. Estos resultados contradicen lo que apuntaban hasta ahora algunos modelos teóricos de física avanzada. El estudio ha sido publicado en la revista Physical Review D.
“La polarización es una propiedad de las ondas luminosas, que básicamente indica que existe un cierto orden en el modo en que viajan. La luz procedente del Sol o de una bombilla no está polarizada, ya que no existe un orden especial en la fuente de luz. En cambio, la misma luz se polariza al reflejarse en una superficie porque todas las ondas se reflejan en ella de la misma manera. Por eso unas gafas de sol con filtro polarizador, que son parcialmente opacas a la luz polarizada, pueden ayudarnos a ver mejor al eliminar reflejos y destellos”, aclara el investigador de CSIC Alberto Fernández Soto, del Instituto de Física de Cantabria, centro mixto del CSIC y la Universidad de Cantabria.
Según explica el CSIC en un comunicado, algunos modelos teóricos que intentan unificar la gravedad, dentro de la Teoría General de la Relatividad postulada por Einstein, y la mecánica cuántica, prevén algunas propiedades extrañas de la luz cuando esta viaja en el vacío. “Una de ellas es un efecto denominado birrefringencia, que hace que las ondas de luz viajen a distinta velocidad y se ‘desordenen’, es decir, se despolaricen poco a poco según se desplazan por el espacio. Si así fuera no podríamos ver luz polarizada procedente de estrellas o galaxias lejanas porque esta propiedad se habría ido disolviendo por el camino. Estos modelos teóricos establecen además que este efecto es más fuerte cuanto mayor es la energía de los fotones y más largo es el trayecto que han de recorrer”, explica Fernández.
Efecto extremadamente reducido
Según los resultados de este estudio, que ha empleado en sus mediciones el satélite INTEGRAL de la Agencia Espacial Europea, la observación de luz polarizada procedente de un objeto a distancia cósmica permite deducir que, si existe, la posible birrefringencia produce un efecto “extremadamente reducido”.
Para llegar a sus conclusiones el equipo internacional de investigadores ha empleado datos tomados de la observación de una de las explosiones cósmicas más luminosas registradas hasta el momento, la de GRB 041219A, ocurrida en diciembre de 2004. “Fue tan luminosa que el satélite INTEGRAL fue capaz de medir la polarización de los rayos gamma procedentes de ella. Además hemos conseguido estimar la distancia a la galaxia en que se produjo esta explosión, y la unión de ambos datos, la señal polarizada en rayos gamma y la distancia a la fuente, nos ha permitido obtener el límite más restrictivo a los modelos teóricos hasta la fecha”, añade Fernández Soto.
Según explica la ESA en un comunicado, la Teoría de la Relatividad General enunciada por Albert Einstein describe las propiedades de la gravedad y asume que el espacio-tiempo es suave y continuo. Por otra parte, la Mecánica Cuántica sugiere que el espacio presenta una estructura granular en las escalas más pequeñas, como la arena en una playa. Uno de los principales retos de la física moderna es conciliar estos dos conceptos en una única teoría, conocida como gravedad cuántica.
Los resultados de las observaciones realizadas por el satélite Integral de la ESA imponen unos nuevos límites para el tamaño de estos gránulos cuánticos, demostrando que tienen que ser mucho más pequeños de lo que predecían las hipótesis actuales.
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