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El concepto de dimensiones extra, allí donde se encuentran otras regiones de la realidad que no podemos percibir, ha hipnotizado durante años a los físicos.

Nuestro sistema solar© NASA/JPL

Aunque los conceptos matemáticos lucen bien (si a uno le gustan esa clase de cosas), los científicos desean una evidencia física que puedan medir. ¿Y cómo hacer para comprobar las cuatro dimensiones del espacio, cuando solamente se cuenta con instrumentos de tres dimensiones?

Una idea es utilizar la gravedad, una fuerza que podría realmente llegar hasta otra dimensión y dar a los científicos la evidencia que están buscando.

Con el fin de llevar a cabo este experimento, un par de investigadores cree que la mejor estrategia es comenzar desde el principio, y construir todo un nuevo sistema solar... en miniatura.

Con un poderoso nuevo equipamiento y con instrumentos muy sensibles, los astrónomos están descubriendo misterios mucho más rápidamente de lo que pueden resolverlos. Tenemos una comprensión sobre el 4% del universo que está compuesto de materia común, mientras que el otro 96% está compuesto de materia oscura y de energía oscura. Una posible explicación para la energía oscura es que no es para nada un misterio, sino que es simplemente la común y familiar fuerza de gravedad actuando en forma extraña a lo largo de las grandes distancias. Simplemente se necesita una dimensión extra del espacio, una que no podemos ver con nuestros instrumentos actuales.

Un indicio de una extraña coincidencia con esta “gravedad en grandes escalas” se da con las naves Pioneer. En la década de 1980 los astrónomos notaron que las Pioneer 10 y 11 no se encontraban exactamente donde se suponía que debían estar. Alguna fuerza las está frenando más de lo que puede ser explicado por la gravedad del Sol.

El punto L1 del sistema Tierra-Sol ofrece una visión ininterrumpida del Sol, y es el hogar actual del Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO). El punto L2 sistema Tierra-Sol alberga a la Sonda Wilkinson de Anisotropía de Microondas (WMAP) que investiga la luz más antigua del universo.© NASA

Desafortunadamente, las Pioneer se ven afectadas por la gravedad de muchos objetos diferentes, golpeadas por el viento solar y la radiación cósmica, y por el encuentro con partículas interestelares.

Los científicos necesitan un instrumento mejor para comprobar sus teorías, una forma de medir la gravedad sin interferencia externa. En un nuevo artículo llamado “APSIS – Un Sistema Planetario Artificial en el Espacio para examinar la gravedad extra-dimensional y la MOND” (en inglés: APSIS – An Artificial Planetary System in Space to probe extra-dimensional gravity and MOND), los físicos Varun Sahnia y Yuri Shtanov proponen una inusual nave espacial: un sistema solar en miniatura.

Ambos investigadores creen que una nave transportadora de un sistema solar en miniatura podría ser lanzada hacia el Punto Lagrange L2 del sistema Sol-Tierra. Ese es un punto en la órbita terrestre donde las fuerzas de gravedad de la Tierra y del Sol se cancelan entre sí. Las espacionaves estacionadas allí son muy estables (por ejemplo, la sonda WMAP ya se encuentra en ese lugar).

Este sistema solar en miniatura estaría encerrado dentro de una nave espacial más grande que lo protegería de los rayos cósmicos, del polvo, del viento solar, y de cualquier otra cosa que pudiera interactuar con los “planetas” en órbita. Incluso el tanque de combustible de la espacionave, que disminuiría su masa con el correr del tiempo, debería ser posicionado tan lejos como fuera posible de los mini-planetas de modo que éstos no experimentaran una gravedad cambiante.

Una vez en el Punto Lagrange L2, la nave desplegaría los mini-planetas en órbitas elípticas dentro de su caparazón protectivo. Aún si las órbitas no fueran perfectas, la nave tendría láseres con los que podría realizar pequeños cambios utilizando la presión de la luz. Las posiciones de los mini-planetas podrían ser rastreadas con tremenda precisión durante el curso de varios años. Cualquier anomalía gravitatoria se incrementaría con el tiempo, ofreciendo a los cosmólogos montañas de información con datos sobre el impacto de una dimensión extra.

Además de esta función principal, el sistema solar artificial ayudaría a los cosmólogos a comprobar otras teorías sobre la gravedad, las dimensiones extra, la energía oscura y la materia oscura.

- MÁS INFORMACIÓN - por Heber Rizzo
MOND: Los conceptos más aceptados en la actualidad sobre la materia oscura y la energía oscura han sido suplementadas por nuevas ideas que investigan la posibilidad de que nuestras teorías tradicionales sobre la gravedad deban ser reformuladas, ya sea en las regiones de las pequeñas aceleraciones (MOND) o en las escalas muy grandes (branas, teorías modificadas de la gravedad, etc.).

La Dinámica Newtoniana Modificada (MOND = MOdified Newtonian Dynamics) es una aproximación radical que intenta una revisión más fundamental de nuestras ideas sobre las leyes básicas que gobiernan la gravedad, y que ha logrado algunos resultados impresionantes en la explicación sobre las curvas planas de rotación de las galaxias y algunas otras observaciones, asumiendo que la ley de inercia de Newton (F = ma) se ve modificada en aceleraciones lo suficientemente bajas.

Páginas web relacionadas

-- La teoría de las cuerdas: una introducción detallada

-- La hermandad de la cuerda

-- A la conquista de los puntos de Lagrange

-- Los puntos de Lagrange

Traducido para Astroseti.org por Heber Rizzo Baladán

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Web Site: Universe Today
Artículo: “Artificial Solar System Could Search for Extra Dimensions”
Autor: Fraser Cain
Fecha: Junio 23, 2006

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Enlace con el artículo original en inglés: AQUÍ.