Un proyecto de la Universidad de Murcia pondrá a prueba los límites de la teoría de Einstein
Un proyecto de la Universidad de Murcia pondrá a prueba los límites de la teoría de Einstein
El investigador Pablo Cano obtiene la prestigiosa ‘Starting Grant’ del Consejo Europeo de Investigación para estudiar señales de nueva física en colisiones de agujeros negros
El investigador Ramón y Cajal de la Universidad de Murcia Pablo Antonio Cano ha obtenido una de las prestigiosas ‘Starting Grant’ del Consejo Europeo de Investigación (ERC, por sus siglas en inglés), dotada con 1,5 millones de euros. Su proyecto, que se desarrollará durante cinco años, tiene como objetivo explorar los límites de la teoría de la relatividad general de Einstein mediante el estudio teórico de ondas gravitacionales generadas por colisiones de agujeros negros. La investigación podría abrir la puerta al descubrimiento de nueva física más allá del modelo actual.
El proyecto, titulado ‘Gravity beyond Einstein: gravitational-wave signatures of new physics’, se centrará en determinar de forma precisa los efectos que ciertas teorías de gravedad cuántica tendrían sobre las ondas gravitacionales. Estas señales, generadas en eventos extremos como la fusión de agujeros negros, podrían contener huellas de fenómenos aún no explicados por la teoría de Einstein. “Sabemos que la relatividad general funciona extraordinariamente bien en entornos con campos gravitatorios débiles, como el sistema solar”, explica el investigador. Sin embargo, añade, “nunca hemos podido comprobar si sigue siendo válida en condiciones extremas, como las que se dan en las cercanías de un agujero negro”. Este vacío experimental deja abierta la posibilidad de que futuras observaciones revelen desviaciones respecto a las predicciones de la teoría actual.
Desde el descubrimiento de las ondas gravitacionales hace una década, la física ha entrado en una nueva era. Estos ecos cósmicos nos permiten estudiar el universo de una forma radicalmente distinta y acceder a información sin precedentes sobre objetos extremadamente compactos. No obstante, detectar una desviación sutil en estas ondas —que podría indicar la presencia de una nueva física— requiere primero una predicción teórica clara de cómo se verían afectadas por modificaciones a la relatividad general.
Aquí es donde entra en juego el trabajo Pablo Antonio Cano, cuyo proyecto busca construir estas predicciones. En particular, estudiará las frecuencias de vibración de los agujeros negros que actúan como el timbre de una campana. Dicho timbre tiene un tono y una duración que vienen determinados por la forma, composición y tamaño de la campana. Analizando el sonido, uno podría determinar todas estas características de la campana que lo produjo. En el caso de un agujero negro, su ‘timbre’ nos informa de propiedades como su masa y su velocidad de rotación, pero también, y esto es lo crucial en esta investigación, de cómo se comporta la gravedad en situaciones extremas. “Esto nos permite poner a prueba la teoría de Einstein con todo lujo de detalle, e incluso buscar pequeñas desviaciones”, sostiene Cano.
Los resultados se aplicarán al análisis de datos de los detectores actuales (LIGO, Virgo y KAGRA), así como a los que se pondrán en marcha en la próxima década, como el observatorio espacial LISA o el Einstein Telescope. Estos nuevos instrumentos, mucho más sensibles, permitirán estudiar millones de colisiones con un nivel de detalle inédito.
La investigación servirá para determinar si estos objetos son realmente los agujeros negros predichos por la teoría de la relatividad, si son agujeros negros, pero con propiedades diferentes a las predichas por esta teoría, o si son un tipo diferente de objeto totalmente desconocido hasta la fecha, pero que se parece a un agujero negro. Afinando en las mediciones, es posible responder qué alternativa es la correcta. “En el peor de los casos, podremos acotar aún más el rango en el que podría encontrarse la nueva física; en el mejor, podríamos demostrar que la teoría de Einstein no es completa y dar un paso decisivo hacia una teoría más fundamental”, explica el investigador de la UMU.
La convocatoria ‘Starting Grants’ es uno de los programas de investigación más prestigiosos del mundo, altamente competitivo y abierto a candidatos de cualquier nacionalidad. Con una dotación de 1.5 millones de euros, permiten a jóvenes investigadores desarrollar proyectos ambiciosos, innovadores y de máxima excelencia durante los próximos cinco años. Especialmente están destinadas a investigadores e investigadoras que se encuentren en los inicios de su carrera y que hayan ya realizado un excelente trabajo supervisado, con preparación para trabajar de forma independiente y con potencial para convertirse en una persona líder de investigación.
Pablo Antonio Cano Molina-Niñirola (Murcia, 1991) se graduó en Física por la Universidad de Murcia en 2014. Completó su formación en la Universidad Autónoma de Madrid, donde obtuvo el máster y el doctorado en Física Teórica. Ha realizado estancias posdoctorales en Bélgica (Universidad Católica de Lovaina) y Barcelona, y actualmente es investigador Ramón y Cajal en el Departamento de Física de la UMU.
