¿Una quinta fuerza cosmológica?
Por otro lado, la existencia de dimensiones extra en el universo también permite la entrada de una quinta fuerza entre los pliegues de la teoría, de manera que modificaría la gravedad a pequeñas distancias. Para descubrirla se han realizado distintos experimentos cuyo objetivo es determinar si existe alguna desviación a la ley del inverso del cuadrado de la distancia que determina el alcance de la gravedad. Algunos experimentos realizados en en las profundidades de una mina en Australia y en la profundidad de los hielos de Groenlandia han encontrado pequeñas discrepancia (del orden de un 2%) entre los valores medidos y previstos, pero no son concluyentes.
Otros físicos buscan una nueva fuerza operando en escalas cosmológicas. El astrofísico Bhuvnesh Jain de la Universidad de Pennsylvania piensa que a medida que miramos más profundamente en el universo, las leyes de la gravitación apuntan a la existencia de una fuerza operando a escala de cúmulos de galaxias. Para este astrofísico, haber descubierto la expansión acelerada del universo implica dos posibilidades: o bien la relatividad general de Einstein es correcta a grandes escalas pero existe una forma extraña de energía, la energía oscura, que provoca esa expansión, o bien no existe esa energía sino que la relatividad general no es correcta a grandes escalas, lo que significa que existe una quinta fuerza operando a distancias cosmológicas.
En 2012 Jain, junto con otros colegas, reexaminaron la luminosidad de un tipo de estrellas llamadas cefeidas, que varían su brillo de forma tremendamente regular, en 25 galaxias. La existencia de una hipotética quinta fuerza implicaría la existencia de diferencias en el periodo de las cefeidas sin explicación posible. Sin embargo, lo que encontraron fue un perfecto acuerdo entre las observaciones y las predicciones de la relatividad general.
Otros científicos, como Jo Bovy y Glennys Farrar, la buscan en la materia oscura. Su modelo predice la existencia de una fuerza de largo alcance, no-gravitacional y atractiva, que no afecta a la materia ordinaria. ¿Entonces cómo podría demostrarse su existencia? Porque al ser atractiva, esta fuerza obligaría a la materia oscura a agregarse, lo que acabaría teniendo un efecto gravitacional sobre la materia ordinaria, acelerando la formación de estructuras en el universo.
A pesar de los esfuerzos por demostrar la existencia de una quinta fuerza fundamental en el universo -que comenzaron a finales de la década de 1980- lo cierto es que ha demostrado tener un cierto aire fantasmal: hay quien dice que la ha visto pero al final todo queda en agua de borrajas.
Referencias
Jo Bovy and Glennys R. Farrar, Connection between a Possible Fifth Force and the Direct Detection of Dark Matter, Phys. Rev. Lett. 102, 101301
Hunter, J. Gordon, S. Peck, D. Ang, J.-F. Lin. Using the Earth as a Polarized Electron Source to Search for Long-Range Spin-Spin Interactions. Science, 2013; 339 (6122): 928
Diaz, B.; Schmaltz, M.; Zhong, Y.-M. (2017) «The leptoquark hunter’s guide: pair production». Journal of High Energy Physics. 97 (10): 97
CDF Collaboration, T. Aaltonen et al (2011) “Invariant Mass Distribution of Jet Pairs Produced in Association with a W boson in ppbar Collisions at sqrt(s) = 1.96 TeV”, Phys.Rev.Lett. 106:171801
