La Universitat de València participa en una investigació que posa la simetria de l’univers a prova
La revista Physical Review Letters publica un treball de Nicolás Sanchis Gual (UV), Juan Calderón Bustillo (IGFAE) i Adrián del Río (UC3M-UV), que analitza la possible asimetria en fusions de forats negres
Un treball liderat per investigadors de la Universitat de València (UV), l'Institut Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) i la Universitat Carlos III de Madrid (UC3M) investiga la possible existència d'asimetries en l'univers a través de l'anàlisi del sentit giratori de les fusions de forats negres. L'article acaba de publicar-se en la revista científica Physical Review Letters, una de les més prestigioses del món en l'àmbit de la física, i obri una porta per a investigar a fons la possibilitat que hi haja algun desequilibri en la direcció de gir d'aquests esdeveniments, un dels fenòmens més violents que es produeixen al cosmos, causat per una asimetria de l'Univers a gran escala.
El Principi Cosmològic, a prova
La cosmologia moderna postula que, observat a gran escala, l'univers ha de ser homogeni i isòtrop. És a dir, les seues propietats no depenen ni del punt des del qual l'observem ni d'en quina direcció ho fem. Això implica que tampoc haurien d'existir un balanç entre objectes que giren ‘a dretes’ i ‘a esquerres’, la qual cosa es coneix com a simetria ‘espill’. En els últims anys, nombroses investigacions en el camp de la cosmologia han intentat trobar clavills en aquest ‘espill’ buscant evidències de possibles asimetries i desequilibris.
En aquest cas, el treball de l'equip liderat per Juan Calderón Bustillo, investigador del programa Ramón y Cajal en el IGFAE, centre mixt de la Universidade de Santiago de Compostel·la i la Xunta de Galícia ha utilitzat dades de 47 fusions de forats negres observades pels detectors d'ones gravitacionals LIGO i Virgo. Amb aquestes dades, s'ha intentat verificar si les ones gravitacionals produïdes per aquestes fusions preserven, o no, la simetria espill a gran escala.
Colpejar amb efecte una pilota de futbol
Per a explicar l'estudi, Juan Calderón recorre a una analogia futbolística: “Quan colpeges la pilota amb la part interior del peu dret (amb ‘rosca’), la pilota gira en sentit contrari a les agulles del rellotge mentre viatja per l'aire”. No obstant això, en determinades ocasions, s'utilitza com a recurs el colpeig amb la part exterior del peu (la tècnica coneguda com ‘trivela’ que executen amb mestratge jugadors com Lamine Yamal o Luka Modric). En aquest cas, la pilota comença a girar en sentit contrari.
“El colpeig d'interior és el més habitual en el futbol, ja que facilita el control de la trajectòria de la pilota, la qual cosa fa que hi haja moltes més pilotes girant en un sentit que en l'altre, creant una asimetria”, destaca Calderón.
De manera similar, “si pensem en un partit de futbol còsmic en el qual les passades que s'observen són les fusions de forats negres, podrem veure esdeveniments que giren en el sentit de les agulles del rellotge, o en el sentit contrari”, comenta Adrián del Río, investigador del programa César Nombela en la Universitat Carles III i coautor de l'article. “Però si l'Univers és realment neutral, com sostenen les dades, no hauria d'haver-hi desequilibris; és a dir, existiria la mateixa proporció de forats negres en el sentit de les agulles del rellotge i en sentit contrari”.
L'estudi que acaba de publicar-se apunta que, per ara, aquesta simetria es manté. “Encara que les dades donen suport a la idea d'un Univers equilibrat, encara és prompte per a afirmar-lo, ja que la nostra estadística és molt limitada”, apunta Nicolás Sanchis Gual, investigador Ramón y Cajal a la Universitat de València i coautor del treball. En el futur, a mesura que observem més i més fusions de forats negres, podrem mesurar amb precisió si realment l'Univers és un ‘àrbitre neutral’ entre aquests dos equips.
La busca de l'asimetria continua
No obstant, la història de la física ofereix motius de sobres per a dubtar. Tal com recorda Juan Calderón, el famós experiment realitzat en els anys 50 del segle XX per l'equip de la física Chien-Shiung Wu, a partir de les prediccions teòriques de Tsung-Dao Lee i Chen-Ning Yang, “va descobrir que els electrons procedents de desintegracions atòmiques mostraven preferència per una direcció d'espín ‘a dretes’, la qual cosa va revelar una asimetria en la força dèbil que regeix aquestes desintegracions”. Aquesta troballa, que contradeia les lleis de conservació de la paritat en la interacció dèbil, va suposar un de les fites de la física de partícules i nuclear de la segona meitat del segle passat.
En aquesta mateixa línia, segons apunta Adrián del Río, “les equacions de la gravetat d'Einstein, que regeixen el cosmos a gran escala, permeten en principi que per cada objecte girant a dretes hi haja un altre a esquerres, però no requereixen que l'Univers continga exactament les mateixes proporcions. Aquest treball pretén explorar si la gravetat té ‘preferències ocultes’”. És, per tant, només el començament d'un apassionant viatge per a posar a prova una de les propietats més profundes de l'Univers. “Aquest partit de futbol còsmic encara no ha acabat”, conclou Calderón.
