Un traballo liderado por investigadores do Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), a Universidade Carlos III de Madrid (UC3M) e a Universidade de Valencia (UV), investiga a posible existencia de asimetrías no universo a través da análise do sentido de xiro das fusións de buracos negros. O artigo publícase na revista científica Physical Review Letters, unha das máis prestixiosas do mundo no ámbito da física, e abre unha porta para investigar a fondo a posibilidade de que exista algún desequilibrio na dirección de xiro destes eventos, un dos fenómenos máis violentos que se producen no cosmos, causado por unha asimetría do Universo a gran escala.
O Principio Cosmolóxico, a proba
A cosmoloxía moderna postula que, observado a gran escala, o universo debe ser homoxéneo e isótropo. É dicir, as súas propiedades non dependen nin do punto desde o que o observemos nin en que dirección o fagamos. Isto implica que tampouco deberían existir un balance entre obxectos que viren “a dereitas” e “a esquerdas”, o que se coñece como simetría “espello”. Nos últimos anos, numerosas investigacións no campo da cosmoloxía tentaron atopar fendas neste “espello” buscando evidencias de posibles asimetrías e desequilibrios.
Neste caso, o traballo do equipo liderado por Juan Calderón Bustillo, investigador do programa Ramón y Cajal no IGFAE, centro mixto da Universidade de Santiago de Compostela e a Xunta de Galicia, utilizou datos de 47 fusións de buracos negros observadas polos detectores de ondas gravitacionais LIGO e Virgo. Con estes datos, tentou verificar se as ondas gravitacionais producidas por estas fusións preservan, ou non, a simetría espello a gran escala.
Juan Calderón Bustillo (IGFAE) e Nicolás Sanchis Gual (Universitat de València), dous dos autores do artigo. Foto: IGFAE.
Golpear con efecto un balón de fútbol
Para explicar o estudo, Juan Calderón alude a unha analoxía futbolística: “Cando golpeas o balón coa parte interior do pé dereito (con ‘rosca’), o balón rota en sentido contrario ás agullas do reloxo mentres viaxa polo aire”. Con todo, en determinadas ocasións, utilízase como recurso o golpeo coa parte exterior do pé (a técnica coñecida como ‘trivela’ que executan con mestría xogadores como Lamine Yamal ou Luka Modric). Neste caso, o balón comeza a rotar en sentido contrario.
“O golpeo de interior é o máis habitual no fútbol, xa que facilita o control da traxectoria do balón. E isto fai que haxa moitos máis balóns virando nun sentido que no outro, creando unha asimetría”, destaca Calderón.
De modo similar, “cando pensamos nun partido de fútbol cósmico no que os pases que se observan son as fusións de buracos negros, poderemos ver eventos que viran no sentido das agullas do reloxo, ou no sentido contrario”, comenta Adrián del Río, investigador do programa César Nombela na Universidad Carlos III e co-autor do artigo. “Pero se o Universo é realmente neutral, como sosteñen os datos, non debería haber desequilibrios; é dicir, existiría a mesma proporción de buracos negros no sentido das agullas do reloxo e en sentido contrario”.
O estudo que acaba de publicarse apunta que, por agora, esta simetría mantense. “Aínda que os datos apoian a idea dun Universo equilibrado, aínda é pronto para afirmalo, xa que nosa estatística é moi limitada”, apunta Nicolás Sanchis Gual, investigador Ramón y Cajal na Universitat de València e co-autor do traballo. No futuro, a medida que observemos máis e máis fusións de buracos negros, poderemos medir con precisión se realmente o Universo é un “árbitro neutral” entre estes dous equipos.
A procura da asimetría continúa
Con todo, a historia da física ofrece motivos dabondo para dubidar. Tal e como lembra Juan Calderón, o famoso experimento realizado nos anos 50 do século XX polo equipo da física Chien-Shiung Wu, a partir das predicións teóricas de Tsung-Dao Le e Chen-Ning Yang, “descubriu que os electróns procedentes de desintegracións atómicas mostraban preferencia por unha dirección de espín ‘a dereitas’”, o que revelou unha asimetría na forza débil que rexe ditas desintegracións”. Este achado, que contradicía as leis de conservación da paridade na interacción débil, supuxo un dos fitos da física de partículas e nuclear da segunda metade do século pasado.
Nesta mesma liña, segundo apunta Adrián del Río, “as ecuacións da gravidade de Einstein, que rexen o cosmos a gran escala, permiten en principio que por cada obxecto rotando a dereitas haxa outro a esquerdas, pero non requiren que o Universo conteña exactamente as mesmas proporcións. Este traballo pretende explorar se a gravidade ten ‘preferencias ocultas’”. É, por tanto, só o comezo dunha apaixonante viaxe para poñer a proba unha das propiedades máis profundas do Universo. “Este partido de fútbol cósmico aínda non terminou”, conclúe Calderón.
