UMU: Pablo Cano pondrá a prueba los límites de la teoría de Einstein

Investigador Ramón y Cajal de la Universidad de Murcia Pablo Antonio Cano obtuvo uno de los prestigiosos “Subvención inicial” del Consejo Europeo de Investigación (ERC), dotado con 1,5 millones de euros. Su proyecto, que se desarrollará a lo largo de cinco años, pretende objetivo de explorar los límites de la teoría de la relatividad general de Einstein a través del estudio teórico de las 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 “La gravedad más allá de Einstein: firmas de ondas gravitacionales de la nueva física”Se esforzará por determinar con precisión los efectos que ciertas teorías de la gravedad cuántica tendrían sobre las ondas gravitacionales. Estas señales, generadas durante eventos extremos como fusiones de agujeros negros, podrían contener rastros de fenómenos aún no explicados por la teoría de Einstein. “Sabemos que la relatividad general funciona extraordinariamente bien en entornos con campos gravitacionales débiles, como el sistema solar”, explica el investigador. Sin embargo, añade, «nunca hemos podido comprobar si sigue siendo válido en condiciones extremas, como las que ocurren cerca de un agujero negro». Esta brecha experimental deja abierta la posibilidad de que futuras observaciones revelen desviaciones de las predicciones de la teoría actual.

Desde el descubrimiento de las ondas gravitacionales hace diez años, la física ha entrado en una nueva era. Estos ecos cósmicos nos permiten estudiar el universo de una manera radicalmente diferente y acceder a nueva información sobre objetos extremadamente compactos. Sin embargo, detectar una ligera desviación en estas ondas –que podría indicar la presencia de nueva física– requiere primero una predicción teórica clara de cómo se verían afectadas por los cambios en la relatividad general.

Aquí es donde entra el trabajo de Pablo Antonio Cano, cuyo proyecto busca construir estas predicciones. En particular, yestudiará las frecuencias vibratorias de los agujeros negros que actúan como el repique de una campana. Esta campana tiene un tono y duración determinados por la forma, composición y tamaño de la campana. Analizando el sonido pudimos determinar todas estas características de la campana que lo produjo. En el caso de un agujero negro, su “anillo” nos habla de propiedades como su masa y su velocidad de rotación, pero también, y esto es crucial en esta investigación, del comportamiento de la gravedad en situaciones extremas. “Esto nos permite comprobar la teoría de Einstein con gran detalle e incluso buscar pequeñas desviaciones”, afirma Cano.

Los resultados se aplicarán al análisis de datos de los detectores actuales (LIGO, Virgo y KAGRA), así como de los que se lanzarán en la próxima década, como el observatorio espacial LISA o el telescopio Einstein. Estos nuevos instrumentos, mucho más sensibles, permitirán estudiar millones de colisiones con un nivel de detalle sin precedentes.

La investigación servirá para determinar si estos objetos son en realidad 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 completamente desconocido hasta la fecha, pero que se asemeja a un agujero negro. Afinando las mediciones es posible responder qué alternativa es la correcta. «En el peor de los casos, podemos limitar aún más el ámbito en el que se puede encontrar nueva física; en el mejor de los casos, podemos demostrar que la teoría de Einstein no está completa y dar un paso decisivo hacia una teoría más fundamental», explica el investigador de la UMU.

la llamada “Starting Grants” es uno de los programas de investigación más prestigiosos del mundomuy competitivo y abierto a candidatos de todas las nacionalidades. Con una subvención de 1,5 millones de euros, permitirán a jóvenes investigadores desarrollar proyectos ambiciosos, innovadores y de alta calidad durante los próximos cinco años. Están especialmente dirigidos a investigadores que se encuentran en el inicio de su carrera y que ya han realizado un excelente trabajo supervisado, preparados para trabajar de forma independiente y con potencial para convertirse en líderes de investigación.

Pablo Antonio Cano Molina-Niñirola (Murcia, 1991) se licenció 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. Realizó estancias postdoctorales en Bélgica (Universidad Católica de Lovaina) y en Barcelona, ​​y actualmente es investigador Ramón y Cajal en el Departamento de Física de la UMU.