Escric aquesta entrada al blog per tant de tenir l’oportunitat de parlar d'un tema que em fascina: la gravetat.
Deixo un link al vídeo que vaig fer per participar al concurs Ciència Clip, pels que no es volen llegir la Bíblia en vers.
A finals del segle XVII, Newton va descubrir una força que tendia a ajuntar dos cossos sense càrrega electromagnètica. La força gravitacional, com es va anomenar, és proporcional a la massa d'ambdós cossos i inversament proporcional a la distancia entre ells. Això vol dir que si un dels dos objectes no interactua amb el mecanisme de Higgs (del que faré una entrada més extensa), i per tant no te massa, no tindrà cap atracció amb l'altre objecte, cosa que des del punt de vista Newtonià sembla molt intuïtiu.
Un dels grans problemes amb a gravetat Newtoniana ve aquí. El teorema fonamental de la física de partícules dicta que només hi ha 4 tipus de forces, representades pels bosons de gauge. Tres d'aquestes forces són intranuclears i l'altra es l'electromagnetisme. Així que la pregunta està clara.... on esta la gravetat? No hauria d'haver-hi un bosó encarregat de transferir aquesta força? Doncs si... encara no s'ha trobat, i segurament mai es trobarà. Els físics de partícules al Gran Colisionador d'hadrons, al CERN, ho han intentat diverses vegades, sense cap èxit. Al mateix temps, els físics teòrics han creat noves teories en les quals tots els fets experimentals tinguin sentit. Així arribem doncs, a una de les branques més importants de la física moderna: la mecànica relativista.
En 1915 un físic anomenat Albert Einstein va desenvolupar una de les teories més famoses de tots els temps: la teoria de la relativitat especial. Aquesta diu que l'espai-temps, que és com un teixit infinit, s'estava doblegat per la massa, de la mateixa manera que una tela ho faria si es posa gran pes al centre de la mateixa. Això faria que les masses més petites fossin atretes a la gran, que és el mateix efecte que la gravetat hauria d'haver tingut al món Newtonià. La diferència és que aquesta teoria funcionaria fins i tot per partícules sense massa com la llum.
Aquesta teoria pot ser provada experimentalment observant l'anell de llum format al voltant de la lluna durant un eclipsi solar. Encara que la lluna hauria d'haver bloquejat per complet el sol, podem veure aquest anell de la llum perquè la llum del sol es doblega al voltant de la lluna abans d'arribar als nostres ulls.
Tot i que hem demostrat que la gravetat és en realitat la curvatura de l'espai-temps al voltant de la massa, encara hi ha un fet experimental que no funciona d'acord amb la nostra teoria: L'univers s'està expandint! I no només s'expandeix, s'està expandint a un ritme accelerat! Aquest fet va ser descobert per Edwin Hubble (en honor a qui es va nombrar el telescopi espacial Hubble) quan se’n va adonar de que les galàxies distants es separaven. La pregunta és: per què les galàxies es separen? Si la gravetat està fent una força per ajuntar-les, no haurien acostar-se cada vegada més?
Bé, per explicar això hem d'introduir nou concepte: "l'energia fosca". Els astrofísics, van concloure que hi havia alguna cosa fent que les galàxies es separessin, algun tipus de força antigravitatòria, que funcionaria al contrari que la gravetat, separant la matèria d'altra matèria. Van nombrar a la font d'aquesta antigravetat "energia fosca".
Per tant, això explica per què univers s'expandeix, però, per què s'expandeix a un ritme accelerat? Doncs bé, aquesta "energia fosca" que hem estat parlant és del que es diu una constant cosmològica. M'explico: la matèria estàndard, així com l'energia estàndard i la matèria fosca, es dilueixen quan l'univers es fa més gran de la mateixa manera que si es poses més aigua en un got amb sal, hi hauria menys proporció de sal, tot i que seguiria sent la mateixa sal. Però l'energia fosca, en canvi, sempre ocupa el mateix percentatge relativa del espai. Així que si l'univers s'expandeix, es crea més energia foca, i per tant més antigravetat. Això vol dir que com més gran és l'univers, més ràpid s'expandirà, explicant per tant, per què la velocitat d'expansió de l'univers té una acceleració.
Javier López-Contreras
