El padre Gabriele Gionti S.I. y el padre Matteo Galaverni continúan ofreciendo nuevos aportes matemáticos a la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, que describe la gravedad como una curvatura del espacio-tiempo. Los dos científicos de la Specola Vaticana publicaron el estudio «Spherically symmetric geometrodynamics in Jordan and Einstein frames» («Geometrodinámica esféricamente simétrica en los sistemas de referencia de Jordan y de Einstein») el pasado mes de julio en el European Journal of Physics.
En su artículo, los dos autores presentan un resultado sorprendente relativo a dos estructuras matemáticas diferentes —denominadas respectivamente «formulaciones de Jordan» y «formulaciones de Einstein»— empleadas para describir la gravedad. Demuestran que, con las herramientas matemáticas adecuadas, ambos sistemas no solo describen la misma física, sino que también pueden generar soluciones completamente nuevas de las «ecuaciones de Einstein», que describen el universo a gran escala. Por primera vez han logrado obtener ecuaciones del movimiento completas y correctas en ambos sistemas.
El trabajo de Gionti y Galaverni es matemáticamente complejo y accesible solo para especialistas. Sin embargo, incluso quienes no lo son pueden intuir algo de su enfoque considerando que la física no depende de la unidad de medida utilizada. La unidad de longitud, por ejemplo, puede recalibrarse siempre: en lugar de kilómetros (km), podrían emplearse medios kilómetros (hkm); un automóvil que avanza a 100 km/h se movería entonces a 200 hkm/h. Naturalmente, decir que se viaja a 200 medios kilómetros por hora no reduce la duración del trayecto. Si además eligiéramos una unidad de medida de longitud que variase según la posición, también los valores medidos cambiarían en consecuencia. Puesto que la gravedad deforma el espacio y el tiempo, se desprende que las medidas de longitud también varían en función de la intensidad del campo gravitatorio que provoca esa deformación.
Podemos pensar entonces en el sistema de Jordan como una manera de observar la realidad con unidades de medida constantes, mientras que el sistema de Einstein utiliza unidades variables. La física debería seguir siendo la misma en ambos, ya que la diferencia consiste únicamente en el tipo de unidades adoptadas (aunque este punto continúa siendo debatido en la literatura científica).
Para aclarar el concepto podemos recurrir al ejemplo literario de Gulliver y los liliputienses: el gran Gulliver representa las unidades de medida originales y el sistema de Jordan; los diminutos liliputienses, las nuevas unidades y el sistema de Einstein. El mundo, y los fenómenos que lo habitan, son siempre los mismos, pero observados desde perspectivas diferentes.
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Gionti y Galaverni hablan de los sistemas de Jordan y Einstein como dos lentes distintas a través de las cuales observar la gravedad: lentes que pueden ayudar al ser humano a comprender mejor su naturaleza y los objetos en los que esta se manifiesta de forma extrema, como los agujeros negros.
En el ejemplo de Gulliver y los liliputienses existe una equivalencia perfecta: el mundo y los fenómenos permanecen idénticos. En el caso de los dos sistemas de referencia, en cambio, esta equivalencia no es del todo segura. El padre Gionti observa que, aun habiendo demostrado que las ecuaciones corresponden en ambos sistemas, todavía no es posible afirmar que en ellos la gravedad sea realmente equivalente. Él y Galaverni están convencidos de que no lo es, pero aún no han podido demostrarlo: su investigación los ha conducido a resultados distintos de los que esperaban inicialmente.
El padre Galaverni considera este trabajo «como una pequeña pieza en el gran mosaico de la investigación en este campo» y lo sitúa «dentro de una línea de estudio más amplia llevada adelante por la Specola Vaticana, en colaboración con otros miembros de la comunidad científica internacional». Subraya la importancia de la colaboración y cómo sus propias actividades de investigación compartida se han desarrollado con instituciones como el Observatorio de Astrofísica y Ciencia del Espacio de Bolonia del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), la Sección de Bolonia del Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN) y la Universidad de Arizona en Tucson (EE. UU.).
«La investigación es cada vez más una actividad realizada dentro de una comunidad y de diversas colaboraciones —afirma—. Este es también un aspecto importante para mi ministerio sacerdotal, porque me permite encontrar y conocer a personas del mundo científico que de otro modo nunca habría tenido la oportunidad de conocer».
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