Científicos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) han puesto a prueba una hipótesis que podría revolucionar la física: la existencia de una quinta fuerza que actuaría junto con la gravedad para explicar el movimiento de las estrellas en los bordes de las galaxias. Este hallazgo desafía las leyes clásicas de la gravedad y ofrece una alternativa a la teoría de la materia oscura.
El misterio de las galaxias
En el Sistema Solar, los planetas más cercanos al Sol se mueven más rápido que los lejanos. Sin embargo, en las galaxias ocurre algo inesperado: las estrellas en sus bordes viajan a velocidades tan altas que, según la gravedad clásica, deberían ser expulsadas al espacio. Este fenómeno, observado hace más de 50 años en la galaxia de Andrómeda, ha sido un enigma para los astrónomos.
La explicación más aceptada hasta ahora es la materia oscura, una sustancia invisible que proporcionaría la gravedad adicional necesaria para mantener unidas las galaxias. Sin embargo, décadas de búsqueda no han logrado detectarla directamente. Por ello, algunos científicos han comenzado a cuestionar si el problema no está en la materia, sino en la gravedad misma.
La investigación de la UNAL
El magíster en Astronomía Juan Camilo Torres Rojas, de la UNAL, analizó el movimiento de las estrellas en la Vía Láctea y en dos galaxias cercanas: NGC2403 y NGC5005, ubicadas a 8 y 65 millones de años luz de la Tierra. Utilizando datos de la base SPARC, una de las más importantes para estudiar la rotación galáctica, Torres modificó el programa GalRotPy para simular el comportamiento estelar bajo diferentes modelos gravitacionales.
La hipótesis de la quinta fuerza
El modelo matemático empleado se basa en una ecuación de Yukawa, originalmente desarrollada para fuerzas subatómicas. Torres adaptó esta idea a escalas galácticas, incorporando una posible quinta fuerza que actuaría junto con la gravedad tradicional. Las simulaciones mostraron que, en dos de las tres galaxias analizadas, el modelo con la quinta fuerza reproducía mejor las velocidades observadas de las estrellas, que alcanzan hasta 720.000 km/h en las regiones externas.
Según la gravedad clásica, a esas distancias las estrellas deberían moverse mucho más lento. Sin embargo, las observaciones indican velocidades casi constantes, lo que sugiere que las teorías alternativas de gravedad podrían explicar estos fenómenos.
Implicaciones y aplicaciones
Comprender la gravedad es clave para desentrañar la estructura del universo: cómo se forman las galaxias, cómo evolucionan y por qué permanecen unidas. Además, investigaciones teóricas como esta han impulsado avances tecnológicos en supercomputación, inteligencia artificial y sensores de alta precisión, utilizados hoy en medicina y telecomunicaciones.
El estudio también tiene un impacto científico profundo: pone a prueba si las leyes de la gravedad son universales o cambian en distancias extremas. Resolver esta pregunta transformaría nuestra comprensión del cosmos y abriría nuevas líneas de investigación sobre materia oscura, energía oscura y el origen de las galaxias.
El trabajo fortalece las líneas de Astronomía Galáctica, Gravitación y Cosmología del Observatorio Astronómico Nacional de la UNAL, donde se desarrollan modelos alternativos para entender el universo a gran escala.
