Archivo - 03 April 2026, ---: A picture of Earth, taken by NASA astronaut and Artemis II Commander Reid Wiseman from the Orion spacecraft's window on April 2, after completing the translunar injection burn. The pictures were released on the third day of t - Reid Wiseman/Nasa/ZUMA Press Wir / DPA - Archivo
MADRID, 28 Oct. (EUROPA PRESS) -
Más de un siglo después de que Einstein ideara por primera vez las ecuaciones que describen la gravedad, físicos de la Universidad de Columbia (Estados Unidos) siguen encontrando nuevas formas de interpretarlas.
En concreto, Luca Comisso, científico investigador asociado de los Departamentos de Astronomía y Física de la Universidad de Columbia y del Laboratorio de Astrofísica de Columbia , y Felipe A. Asenjo, de la Universidad Adolfo Ibáñez en Chile, descubrieron recientemente una nueva forma de interpretar las ecuaciones de Einstein que revela una sorprendente analogía con la "reconexión magnética" en los plasmas, que ocurre cuando las líneas del campo magnético se rompen y se reconectan, impulsando fenómenos explosivos como las erupciones solares.
Su trabajo, publicado en 'Physical Review D', la revista científica de la Sociedad Estadounidense de Física, demuestra que algo similar puede ocurrir con la gravedad: bajo las condiciones adecuadas, las estructuras del campo gravitatorio también pueden romperse y reconectarse, un proceso que denominan "reconexión gravitatoria". Cuando esto sucede, la energía se desplaza desde el campo gravitatorio hacia la materia.
Los hallazgos podrían ayudar a los físicos a comprender mejor algunos de los eventos más extremos del universo, como la colisión de agujeros negros. En estos entornos, la gravedad es tan poderosa que el espacio-tiempo se distorsiona enormemente, lo que dificulta enormemente el cálculo de su comportamiento. El enfoque de los investigadores ofrece una manera de identificar las reglas fundamentales que rigen el comportamiento de los campos gravitatorios, lo que podría revelar información que las simulaciones informáticas convencionales por sí solas no pueden proporcionar.
Para comprender cómo funciona la reconexión gravitacional, conviene empezar con un fenómeno más familiar: la reconexión magnética. La mayoría de la gente ha visto imágenes de líneas de campo magnético: los arcos de limaduras de hierro alrededor de un imán de barra, o los bucles que emanan de la superficie del sol. En un plasma, esas líneas se arrastran, se estiran y se retuercen. A veces, la tensión se vuelve excesiva.
"La reconexión magnética se produce cuando estas líneas de campo, en una configuración específica, se rompen y se vuelven a unir en una configuración diferente", explica Comisso. "Al romperse y reconectarse, liberan energía". Este es el proceso que subyace a las erupciones solares y uno de los mecanismos de liberación de energía más importantes de toda la astrofísica. "Toma energía del campo magnético y la transfiere a las partículas del plasma, produciendo explosiones, eventos energéticos".
Los investigadores argumentan que la gravedad puede hacer algo similar. Pero la geometría es diferente porque el espacio-tiempo de Einstein tiene cuatro dimensiones en lugar de tres, que describen únicamente el espacio. "Dado que el espacio-tiempo es tetradimensional en lugar de tridimensional, la gravedad implica algo así como 'láminas' de campo en vez de líneas de campo", detalla Comisso. "Añadir una dimensión a una línea crea un plano. Se puede pensar en ello como unir muchas líneas para formar una 'lámina'".
Así, en lugar de líneas de campo magnético que se estiran, se reconectan y liberan energía, el campo gravitatorio adopta la forma de láminas que se mueven, se reconectan y liberan energía. Estas láminas son estructuras matemáticas, no objetos físicos, pero su reconexión describe un proceso mediante el cual la energía puede transferirse del campo gravitatorio a la materia.
El descubrimiento surgió de una forma poco convencional de analizar las ecuaciones de Einstein, basándose en investigaciones anteriores sobre las reglas fundamentales que rigen la evolución del espacio-tiempo.
Este nuevo trabajo se basa en un artículo anterior publicado en 'Physical Review Letters'. Dicha investigación identificó un conjunto de reglas previamente desconocidas que limitan la forma en que el espacio-tiempo puede curvarse, estirarse y evolucionar.
"Las ecuaciones de Einstein contienen restricciones sobre cómo puede evolucionar el espacio-tiempo que no son evidentes a simple vista", aclara Asenjo. "Al revelar estas nuevas propiedades ocultas, podemos empezar a comprender las reglas fundamentales que rigen el comportamiento de este proceso de reconexión gravitacional".
En su último artículo, Comisso y Asenjo muestran cómo las conexiones del campo gravitatorio pueden cambiar cuando se rompen las condiciones ideales que las preservan, un proceso que denominan reconexión gravitatoria.
"Algunas implicaciones están ocultas en las ecuaciones, y no son fáciles de captar con solo mirarlas", describe Comisso. "Hay que reescribirlas de otra manera, y entonces se puede aprovechar ese comportamiento".
Esa reformulación es la clave del trabajo. En los últimos años, los físicos han desarrollado una nueva formulación de las ecuaciones de Einstein, matemáticamente equivalente a las originales pero expresada en variables diferentes. Escritas de esta manera, las ecuaciones de la gravedad comienzan a parecerse mucho a las ecuaciones que rigen los plasmas: los gases que componen el Sol, alimentan los experimentos de fusión y llenan gran parte del espacio interestelar.
Comisso ha dedicado su carrera al estudio de los plasmas. Al reconocer la similitud, él y sus colegas aplicaron métodos de la física de plasmas al estudio de la gravedad. "Nos ayuda a predecir algunos patrones del espacio-tiempo", comenta Comisso. "Incluso sin realizar el cálculo completo, sabemos que el espacio-tiempo debe comportarse de cierta manera, que debe satisfacer esas restricciones".
Eso importa por cómo se suele abordar este tipo de física. Cuando los astrofísicos quieren saber qué ocurre cuando dos agujeros negros colisionan, realizan enormes simulaciones con supercomputadoras: eligen un conjunto de condiciones iniciales, dejan que la computadora avance lentamente y observan el resultado.
Los resultados se utilizan para predecir la forma de la señal de ondas gravitacionales que los detectores como el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO), un observatorio diseñado para detectar ondulaciones en el espacio-tiempo producidas por eventos como la colisión de agujeros negros, están diseñados para medir.
Por ahora, la reconexión gravitacional sigue siendo un descubrimiento teórico. El próximo reto es investigar cómo podría desarrollarse el proceso en entornos astrofísicos específicos, como la fusión de agujeros negros, y si produce efectos medibles. Comisso espera que este enfoque ayude a los investigadores a predecir cuánta energía liberan estos eventos y qué huellas podrían dejar en las ondas gravitacionales.
La investigación contó con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias y la NASA .