Una sutil anomalía en la órbita de los planetas de nuestro Sistema Solar podría demostrar una controvertida idea que va más allá de Einstein.
La órbita del planeta más interno, Mercurio, se aleja de la que debería ser bajo las leyes de Newton. Hace un siglo, cuando Einstein explicó esta anomalía, confirmó su teoría de la gravedad – la teoría de la relatividad general.
Ahora un físico israelí predice que una anomalía similar pero mucho más sutil en las órbitas de los planetas, de detectarse, podría demostrar su propia teoría, conocida como dinámica newtoniana modificada o MOND. Esto proporciona una teoría alternativa a la materia oscura para explicar por qué las estrellas que orbitan en los bordes de las galaxias no salen disparadas hacia el espacio. Estas estrellas viajan a velocidades demasiado rápidas para la gravedad convencional procedente de la masa en el corazón de una galaxia espiral que para mantenerlas en órbita, por lo que debe haber algo que las mantenga en su sitio.
Una teoría es que la materia oscura invisible proporciona este tirón extra. Pero una alternativa es MOND, ideada a principios de la década de 1980 por Mordehai Milgrom, ahora en el Instituto Weizmann de Ciencia en Rehovot, Israel.
Una de las sugerencias tras MOND es que la gravedad experimentada por las estrellas externas de la galaxia es de alguna forma más fuerte de lo que se esperaría bajo la física Newtoniana. MOND sostiene que por debajo de un umbral crítico de aceleración, conocido como a0, la gravedad cambia de la forma Newtoniana convencional que se debilita con el cuadrado inverso de la distancia a otra forma más poderosa que declina simplemente con el inverso de la distancia.
En otras palabras, Milgrom propone que la gravedad era más fuerte de lo esperado en las bajas aceleraciones esperadas por las estrellas que orbitan más hacia fuera.
Cuantificando a0 en 10-10 metros por segundo, este único parámetro hace posible explicar el movimiento estelar en cientos de galaxias espirales. Por el contrario, la idea de la materia oscura requiere distintas cantidades de materia con una distribución diferente en cada galaxia.
Pero la verificación de MOND, como de la materia oscura, ha sufrido en que sólo se manifiesta a escalas muy grandes, comparables al tamaño de galaxias, y no es tan dócil en las pruebas locales.
No por más tiempo, dice Milgrom. En un artículo que se publica en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ( www.arxiv.org/abs/0906.4817), afirma que existen formas de MOND que predicen un efecto en nuestro umbral cósmico: “Es la primera vez que se predicen efectos definidos en el Sistema Solar por alguna versión de MOND”.
Milgrom razona que si las leyes de Newton son correctas, habrá una región entre el Sol y el centro de la galaxia donde la gravedad de ambas se cancele. Pero aquí es también donde se mostraría con mayor claridad cualquier desfase de MOND con respecto a la gravedad Newtoniana. En otras palabras, si hay gravedad en esta región, donde no debería haber ninguna, entonces MOND existe.
De existir MOND, aparecerá como si existiese una masa “fantasma” anómala en esa región, ejerciendo una fuerza gravitatoria sobre los cuerpos de nuestro Sistema Solar. Y debido a que esta fuerza fantasma se origina en una zona más amplia que la definida por un punto aislado, ejercería un tirón sobre los planetas en dos direcciones al mismo tiempo – el conocido como efecto “cuadripolo”.
De acuerdo con Milgrom, esta fuerza debería provocar que las órbitas de los planetas se adelantaran – es decir, sus órbitas elípticas alrededor del Sol deberían cambiar lentamente su orientación con el tiempo trazando un patrón similar al de los pétalos de una flor. Esto es similar al efecto predicho por Einstein en 1915. “La diferencia es que es mucho menor y en realidad se hace mayor cuanto más lejos está un planeta del Sol – lo opuesto al efecto predicho por Einstein”, dice Milgrom.
No obstante, no estamos en posición de probar esto dado que no hemos observado lo suficiente las órbitas completas de algunos planetas externos, como Neptuno.
Una cuestión que surge inmediatamente es si esta nueva fuerza podría ser la responsable de la anomalía de las Pioneer. Las dos sondas espaciales Pioneer de la NASA, lanzadas a principios de la década de 1970, están abandonando el Sistema Solar más lento de lo que deberían. Milgrom dice que MOND no sería el culpable. “En el Sistema Solar exterior, la fuerza es aproximadamente 100 veces más débil y de una forma incorrecta como para explicar la anomalía de las Pioneer”.
Milgrom dice que hasta el momento la reacción a su artículo ha sido positiva. “Es definitivamente interesante”, dice James Binney de la Universidad de Oxford. “Es una prueba para MOND a una escala hasta ahora no explorada”.
Autor: Marcus Chown
Visto en CienciaKanija
