Dos recientes publicaciones ilustran la gama de investigaciones llevadas a cabo en el Observatorio Vaticano, desde el estudio del trabajo de Galileo hasta el desarrollo de métodos matemáticos para comprender el Big Bang.
El Padre Gabriele Gionti S.I. y el Padre Matteo Galaverni de la Specola Vaticana, recientemente publicaron el artículo «On the canonical equivalence between Jordan and Einstein frames» en la revista European Physical Journal C.
La «relatividad general» de Albert Einstein se considera la teoría de la gravedad que se adapta mejor a los datos experimentales y observacionales, y que describe más adecuadamente la estructura a gran escala del universo actual. Sin embargo, persisten interrogantes sobre las leyes de la física en los primeros instantes del Universo y sobre la física de la gravedad aplicada a escalas muy reducidas. Algunos investigadores han propuesto teorías de gravedad cuántica que combinan la relatividad general con la mecánica cuántica (la física que se aplica en una escala más pequeña), pero la comunidad de físicos está dividida respecto a tales teorías.
En su artículo, el padre Gionti y el padre Galaverni muestran la posibilidad de transformar o «mapear» las soluciones de una teoría alternativa de la gravedad en la relatividad general a través de un artificio matemático. Consiste en observar el problema a través de dos «marcos» matemáticos diferentes, conocidos como «marco de Jordan» y «marco de Einstein». La pregunta es: ¿las soluciones a partir de estos dos marcos son igualmente aplicables al mundo real observado por los astrónomos?
Los cálculos realizados por separado en los dos marcos, cálculos que involucran fenómenos observables y que dan el mismo resultado en ambos marcos, ayudarán a responder a la pregunta. Gionti y Galaverni también muestran que existe un mapeo similar para las teorías alternativas de la gravedad y un comportamiento peculiar de la gravedad llamado «anti-newtoniano» o «anti-gravedad».
El artículo se basa en el trabajo que los dos sacerdotes publicaron en 2022 en la revista Physical Review D. Y hoy su actividad de investigación continúa. Están examinando en detalle las consecuencias de estas transformaciones para las soluciones con simetría esférica. Estas podrían resultar útiles para estudiar varios tipos de objetos en el universo, incluidos los agujeros negros y su entropía.
Hoy la gravedad explica la estructura del universo e incluso las mareas de los océanos en la Tierra. Galileo no pensaba en estos términos, que estaban más allá de la física de su tiempo. Teorizó que las mareas eran causadas por el doble movimiento de la Tierra propuesto por Copérnico (traslación anual alrededor del Sol y rotación diaria); este movimiento generaría un «tira y afloja» diario que causaría el ascenso y descenso de los océanos en sus cuencas: las mareas.
Frontispicio del Regimiento de Navegación de 1606 de Andrés García de Céspedes. En su artículo, Graney muestra que Giovanfrancesco Buonamici informó a Galileo sobre algunos datos cruciales contenidos en el Regimiento sobre las mareas, información que Galileo buscaba para su Diálogo de 1632.
Un «empuje» diario, sin embargo, implica que las mareas altas solo ocurren una vez al día en algunos mares (lo mismo para las mareas bajas). En un ensayo de 1616, Galileo afirmó que esto sucedía en Lisboa, Portugal. No es así.
Galileo pronto fue informado de su error. Pero en el Diálogo de 1632 volvió a defender su teoría de las mareas como evidencia a favor de Copérnico, omitiendo esta vez mencionar Lisboa. No mencionó ningún otro lugar donde ocurrieran mareas diarias únicas. Esto lo hizo vulnerable a las críticas, tanto en su época como por parte de los estudiosos de hoy, por seguir adelante con su teoría de las mareas a pesar de las evidentes deficiencias. Además, omitir Lisboa significaba omitir información conocida que contradecía su teoría, una conducta muy inapropiada para un científico.
Sin embargo, Christopher M. Graney del Observatorio Vaticano ha leído la correspondencia entre Galileo y Giovanfrancesco Buonamici de 1629-30 y descubrió que Buonamici proporcionó información correcta a Galileo sobre el lugar donde realmente ocurren las mareas únicas, en lo que hoy se conoce como Indonesia. Por lo tanto, en «Galileo and Buonamici on the tides of the sea: was something omitted from the Dialogue?», publicado en marzo en el Journal for Astronomical History and Heritage, Graney afirma que Galileo tenía el ejemplo que necesitaba para respaldar su teoría, pero en Indonesia, no en Lisboa. Según Graney, su omisión en el Diálogo fue probablemente un descuido, ¡y qué descuido!
Ambos artículos están disponibles de forma gratuita:
– Gionti, G., Galaverni, M., «On the canonical equivalence between Jordan and Einstein frames», European Physical Journal C 84, 265 (2024).
– Graney, C., «Galileo and Buonamici on the tides of the sea: was something omitted from the Dialogue?», Journal of Astronomical History and Heritage 27, 200 (2024).
