En 1998, un grupo de astrónomos descubrió algo tan desconcertante que muchos aún hoy tienen problemas para asumirlo: el universo no solo se expande, sino que lo hace aceleradamente. Aquello rompió los esquemas de la física conocida, obligando a buscar respuestas en fenómenos tan extraños como la energía oscura. Desde entonces, los científicos han intentado de todas las formas imaginables detectar su presencia o al menos entender cómo interactúa con la materia. Sin embargo, los instrumentos tradicionales parecían quedarse cortos ante el desafío.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Nanjing ha logrado un avance notable gracias a un experimento que utiliza un sensor "antigravitatorio" basado en levitación magnética. Su nuevo dispositivo ha permitido medir fuerzas increíblemente pequeñas, explorando teorías que hasta ahora eran inalcanzables. Según publicaron en Nature Astronomy, esta tecnología no solo supera en precisión a todos los intentos anteriores, sino que abre una nueva ventana para entender la naturaleza de la energía oscura.
Un sensor flotante que desafía los límites de la física experimental
El desarrollo de este sensor antigravitatorio no ha sido un capricho tecnológico, sino una necesidad urgente. La energía oscura representa aproximadamente el 68 % del contenido total del universo, pero sus propiedades siguen siendo un enigma. Para investigar su influencia, se necesitan sistemas capaces de detectar interacciones tan débiles que cualquier vibración externa o error de medición puede falsear los resultados. El sensor desarrollado en Nanjing está magneticamente levitado, lo que significa que flota en el aire sostenido por campos magnéticos, evitando todo contacto físico que pudiera alterar las mediciones.
La precisión alcanzada por este dispositivo es asombrosa. Según el artículo publicado, lograron “mejorar el estado del arte internacional en seis órdenes de magnitud”. Esto significa que su sensor es un millón de veces más preciso que los anteriores. Gracias a esta capacidad extrema, los investigadores pudieron realizar pruebas experimentales de teorías de energía oscura como la del campo de symmetron, una hipótesis que propone una forma de energía variable en el espacio y el tiempo.
¿Se puede denominar "antigravitatorio"?
Llamar antigravitatorio al sensor desarrollado por el equipo de Nanjing es tentador y, en cierta forma, comprensible desde un punto de vista divulgativo. El dispositivo flota suspendido en el aire, desafiando la intuición de que todo cuerpo debería caer al suelo bajo la influencia de la gravedad. Sin embargo, en términos estrictamente físicos, el sensor no anula la gravedad, sino que compensa su efecto mediante un sofisticado sistema de levitación magnética. Esto significa que se aplica una fuerza magnética cuidadosamente ajustada para equilibrar el peso del objeto, permitiendo que permanezca en suspensión estable.
Desde una perspectiva rigurosa, no existe en el experimento un fenómeno que suprima o elimine la gravedad. Más bien, el campo magnético actúa como una especie de "sustituto" del soporte físico tradicional, eliminando las fricciones y vibraciones que dificultan las mediciones ultraprecisas. Según los autores, “la levitación magnética proporciona un entorno casi ideal para la detección de fuerzas de precisión”, facilitando el avance experimental sin necesidad de alterar las leyes fundamentales. Aunque usar "antigravitatorio" en divulgación puede atraer más atención, siempre debe matizarse que se trata de una descripción aproximada y no de una anulación real de la gravedad.
Explorando la teoría del campo de symmetron
Uno de los principales objetivos del experimento era poner a prueba la llamada teoría del symmetron, un modelo que intenta explicar la energía oscura a través de un campo escalar que cambia de intensidad según la densidad de materia. Según esta hipótesis, en regiones del espacio con baja densidad, como los vacíos cósmicos, el symmetron estaría activo, generando efectos que podrían detectarse mediante fuerzas muy débiles.
El equipo de Nanjing utilizó su sensor antigravitatorio para medir posibles señales de este campo en condiciones de laboratorio controladas. De acuerdo con los resultados, el experimento “excluyó amplias regiones del espacio de parámetros que anteriormente no se habían podido investigar”. Aunque no se detectó una señal directa del symmetron, descartar modelos es en sí un paso vital en el avance de la física fundamental.
La importancia de mejorar la precisión experimental
Uno de los logros más relevantes de este trabajo no es solo la prueba de un modelo específico, sino el salto en la precisión que permite abrir nuevas líneas de investigación. Hasta ahora, muchos experimentos diseñados para detectar fuerzas ultra débiles estaban limitados por ruidos ambientales, efectos de rozamiento o imprecisiones mecánicas. La levitación magnética elimina gran parte de estos problemas, proporcionando un entorno casi perfecto para medir interacciones invisibles.
Como destacan los autores en el artículo, “la tecnología de fuerza de precisión levitada magnéticamente ha desbloqueado fronteras antes ocultas”. Esto implica que no solo la energía oscura puede estudiarse con más detalle, sino que otros fenómenos físicos, como posibles extensiones de la gravedad o nuevas partículas, también pueden ser objeto de investigación en el futuro cercano.
Energía oscura: el gran misterio aún por resolver
Aunque la energía oscura es el componente dominante del cosmos, su naturaleza sigue siendo una incógnita. Se barajan varias hipótesis: podría tratarse de una constante cosmológica, como propuso Einstein, o de un campo dinámico que evoluciona con el tiempo. También existe la posibilidad de que requiera modificar las leyes de la gravedad que conocemos actualmente. Sin embargo, a pesar de los enormes esfuerzos realizados durante más de dos décadas, las pruebas directas de cualquiera de estas ideas siguen siendo esquivas.
La relevancia de este experimento radica en que se ha creado una herramienta lo suficientemente sensible como para investigar estas posibilidades con un detalle sin precedentes. Según los investigadores, “los resultados de este estudio proporcionan las restricciones experimentales más fuertes hasta la fecha en el espacio de parámetros del symmetron”. De esta forma, la física da un pequeño pero sólido paso hacia el entendimiento de la estructura fundamental del universo.
Hacia una nueva era de la experimentación cósmica
La posibilidad de construir sensores aún más sensibles a partir de esta tecnología es uno de los aspectos más emocionantes del estudio. En el futuro, podrían desarrollarse dispositivos capaces de detectar incluso variaciones mínimas en el campo gravitacional o rastrear interacciones de fuerzas aún no conocidas. Esta línea de investigación promete cambiar no solo nuestra comprensión de la energía oscura, sino también abrir puertas hacia nuevas teorías físicas más allá del modelo estándar.
Los investigadores son conscientes de las limitaciones actuales, pero su optimismo es evidente. En palabras de los autores, “el avance alcanzado por nuestro sistema experimental sienta las bases para estudios más amplios y sensibles en la física fundamental”. Es un recordatorio de que el progreso científico no siempre se basa en grandes descubrimientos inmediatos, sino en la paciente construcción de herramientas que permiten hacer las preguntas correctas al universo.
Referencias
- Yin, P., Xu, X., Tian, K. et al. Experimental constraints on the symmetron field with a magnetically levitated force sensor. Nature Astronomy 9, 598–607 (2025). https://doi.org/10.1038/s41550-024-02465-8.
