El proyecto de sondeos novedosos

• Título del artículo técnico: The Novel Probes Project — Tests of Gravity on Astrophysical Scales
• Autores: T. Baker, A. Barreira, H. Desmond, et al.
• Institución del primer autor: School of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London, Mile End Road, London, E1 4NS, UK
• arXiv: 1908.03430

De acuerdo con Kip Thorne, ganador del premio Nobel de física en 2017 por sus contribuciones en el campo de la física gravitacional y la astrofísica, la primera “edad de oro de la relatividad general” ocurrió durante los años sesenta cuando el estudio de la relatividad general, que anteriormente se había considerado como algo curioso y puramente matemático, entró en la corriente principal de la física teórica. Durante este período, se introdujeron la mayoría de los conceptos y términos que continúan inspirando la imaginación de los investigadores de la gravitación y el público en general.

Los instrumentos y métodos modernos para probar la gravedad han inaugurado recientemente la segunda edad de oro de la relatividad general que, sin lugar a dudas, ampliará nuestra comprensión de la gravedad drásticamente. Esta nueva revolución podría ser similar a la que ocurrió en cosmología mediada por las observaciones de la estructura a gran escala del universo, que va desde los mapas del Fondo Cósmico de Microondas (CMB) hasta los estudios de galaxias y mediciones de lentes gravitacionales débiles. La revolución en la cosmología llevó a encontrar restricciones precisas sobre parámetros fundamentales, tales como la curvatura del espacio, la cantidad de materia y energía oscura en nuestro Universo o incluso la masa del neutrino. Dado el gran desarrollo tecnológico y teórico actual, el siguiente objetivo clave del campo consiste en poner a pruena los pilares fundamentales que sustentan nuestro modelo actual de cosmología. Dado que la relatividad general desempeña un papel crucial, ha habido una serie de propuestas para medir desviaciones de sus predicciones en escalas previamente inexploradas.

Ahora bien, poner a prueba la relatividad general no resulta ser una tarea trivial, dada la complejidad de la teoría y de las mediciones mismas. No obstante, este régimen resulta propicio para la exploración, tanto teórica como observacional, a través de la gran cantidad de mediciones actuales y futuras. ¿Qué sería ideal para esta nueva exploración? Para empezar, una colaboración que construya y desarrolle los marcos de trabajo para extraer la información gravitacional y unir esfuerzos. Con este fin se ha creado recientemente el Proyecto de Sondeos Novedosos (The Novel Probes Project).

El proyecto de nuevas pruebas es una iniciativa reciente para el desarrollo y avance de pruebas astrofísicas, a través de la creación de un foro que conecta a investigadores teóricos y observacionales. Su primer artículo consiste en un resumen enfocado a las pruebas de la gravedad en el campo débil, es decir cuando la curvatura del espacio-tiempo no es muy grande y los sistemas no se mueven a velocidades cercanas a la de la luz. Estas pruebas astrofísicas de gravedad en el régimen de campo débil son tan variadas y distintas entre ellas, que van desde mediciones en estrellas hasta mediciones a escalas cosmológicas.

De manera interesante, todos estos sistemas que se pueden estudiar resultan complementarios entre sí y además con las pruebas de campo fuerte. Es por esta razón que la comunidad debe tener una discusión académica constante para poder encontrar puentes entre las observaciones y datos, que permitan descubrir y entender las señales características que la diferentes teorías de gravedad modificada pueden producir a escalas astrofísicas.

En el resumen presentado por la colaboración se presentan las bases para una exploración exhaustiva del régimen astrofísico, con el objetivo de utilizar la actual y la próxima generación de observaciones para las pruebas de la gravedad. El resumen comienza presentando cómo se espera que se comporten las teorías más allá de la relatividad general, para luego describir las técnicas analíticas y numéricas para explorar los sistemas astrofísicos en cuestión, así como los rasgos característicos de la gravedad modificada. Presentando por lo tanto una amplia gama de pruebas de observación que resultarán fundamentales para el desarrollo de futuras mediciones y avances teóricos.

El resumen que presenta la colaboración es orgánico y tiene vida, ya que se espera que se realicen revisiones periódicas, a medida que se desarrollen nuevas ideas y se realicen las pruebas propuestas. El foro de discusión está organizado por Slack y en su página web los autores responderán preguntas y colaborarán con todas las partes interesadas. Este proyecto pretende acoger con entusiasmo la participación de investigadores, independientemente de su experiencia en el campo de las pruebas astrofísicas de gravedad. ¡Bienvenidos a la segunda era de oro de la relatividad general!