Académico UNAP participa en estudio sobre nuevo modelo para entender la gravedad con “torsión” del espacio - tiempo

Un equipo de científicos chilenos generó una contribución relevante en la física teórica al proponer una nueva forma de comprender la gravedad, incorporando una propiedad adicional del espacio-tiempo conocida como torsión. El estudio, publicado en la revista Physical Review Letters, fue realizado por el Dr. Patrick Concha y la Dra. Evelyn Rodríguez de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (UCSC), la Dra. Lucrezia Ravera del Politecnico di Torino (POLITO) y del Dr. Nelson Merino de la Universidad Arturo Prat.

La investigación aborda un régimen particular de la gravedad en 2+1 dimensiones, denominado “límite de Carroll”, un escenario teórico extremo donde la velocidad de la luz se aproxima a cero y las reglas habituales de la física cambian radicalmente. En este contexto, el modelo permite describir la gravedad no solo en términos de curvatura, como establece la Relatividad General de Albert Einstein, sino también incorporando torsión, es decir, una forma de deformación que implica que el espacio-tiempo puede retorcerse.

En este trabajo exploramos el régimen ultra-relativista de una teoría alternativa de gravedad conocida como modelo de Mielke-Baekler, este tipo de límites funciona como un laboratorio conceptual para entender mejor la estructura profunda de la gravedad”, explica el Dr. Patrick Concha, jefe del Doctorado en Ciencias del Universo de la UCSC. 

El investigador agrega que uno de los principales desafíos fue determinar si en este régimen extremo era posible incorporar torsión, algo que finalmente lograron tras superar diversas dificultades matemáticas y conceptuales.

“Logramos construir una teoría consistente de gravedad de Carroll con torsión …la estructura del espacio-tiempo puede ser más rica de lo que se pensaba”.

La Dra. Rodríguez enfatiza que el resultado central del estudio es demostrar, por primera vez, que la torsión puede incorporarse en este tipo de regímenes, abriendo nuevas posibilidades para describir las simetrías del universo.

Este tipo de teorías ha despertado mucho interés porque permite estudiar nuevas simetrías del espacio-tiempo y porque se relaciona con temas modernos de la física teórica, como la holografía”.

Desde la UNAP, el Dr. Nelson Merino destaca que este tipo de desarrollos es relevante porque amplía los métodos y las herramientas disponibles para estudiar la gravedad regímenes extremos donde la estructura del espacio-tiempo adquiere propiedades no convencionales, en una línea que actualmente genera bastante interés en la comunidad internacional.

En este trabajo retomamos el modelo de Mielke-Baekler, una teoría de gravedad en 2+1 dimensiones que incorpora torsión de manera natural. En nuestro caso, utilizamos una versión en una base no canónica —que desarrollamos previamente junto al Dr. Marc Geiller y el Dr. Christophe Goeller, del ENS de Lyon—, la cual resulta especialmente adecuada para estudiar distintos límites físicos, en particular, el régimen ultra-relativista".

El avance se inserta en una línea de investigación sostenida en el tiempo por el equipo, que ha explorado distintas extensiones de las teorías de gravedad más allá de los marcos tradicionales. Esta colaboración, que se inició durante sus estudios doctorales en Italia, ha derivado en múltiples publicaciones y proyectos conjuntos desde el año 2016.

Cabe destacar además que actualmente esta colaboración también se proyecta en la formación de nuevos investigadores. En particular, la Dra. Rodríguez, el Dr. Concha y el Dr. Merino están co-dirigiendo la tesis doctoral de Francisco Barriga, estudiante del programa de doctorado en ciencias físicas que la UNAP desarrolla en conjunto con la Universidad del Bío-Bío. Esto refleja cómo el trabajo colaborativo no solo produce resultados científicos, sino que también fortalece la formación avanzada y la investigación desde regiones.

Las colaboraciones de académicos de la UNAP en redes nacionales e internacionales de investigación refuerzan el posicionamiento de la universidad en el desarrollo de ciencia de frontera.