Si tomas dos bolas pesadas y las separas un metro, se atraen con una fuerza que se debilita cuatro veces al duplicar la distancia. Esta ley la descubrió Newton y funciona en una habitación, en el sistema solar, en una galaxia. Pero, ¿se mantiene cuando hablamos de cientos de millones de años luz?
Los astrónomos encontraron una manera de comprobarlo directamente. Tomaron mapas de la radiación relicta — el débil resplandor que quedó del Big Bang — y los superpusieron a un catálogo de galaxias. Cuando la luz de esta radiación atraviesa una nube de gas caliente alrededor de un cúmulo masivo de galaxias, su energía cambia ligeramente. Este desplazamiento, llamado efecto cinemático de Sunyaev-Zeldovich, revela la velocidad a la que se mueve el cúmulo.
Al comparar las velocidades de miles de pares de cúmulos a diferentes distancias, los científicos calcularon cómo depende la fuerza de atracción de la distancia. Resultó que disminuye como 1/r² dentro del margen de error. Esto concuerda con la relatividad general y con el modelo estándar de la cosmología.
Así, la ley de Newton pasó la prueba en las reglas más grandes disponibles. Ahora los cosmólogos tienen una nueva herramienta para buscar desviaciones de la gravedad habitual, si es que existen.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2604.14327
The mean pairwise velocity of massive halos reflects the gravitational force law on cosmic scales. We combine cosmic microwave background intensity maps from the Atacama Cosmology Telescope and a galaxy catalog from the Sloan Digital Sky Survey to estimate the mean pairwise velocity using the kinematic Sunyaev-Zeldovich (kSZ) effect. On scales from 30 -- 230 megaparsecs, we constrain the gravitational acceleration between pairs of halos at separation $$r$$ to be $$g\propto 1/r^n$$ with $$n=2.1\pm 0.3$$, which is consistent with Newtonian gravity in an expanding spacetime (\textit{i.e.}, the standard $$\Lambda$$CDM model). This constraint shows agreement with an inverse quadratic radial dependence over the large distances separating galaxy halos, as expected in standard cosmology. Upcoming surveys have the potential to rule out $$n = 1$$ at $$10\sigma$$ significance. Our results establish the kSZ effect as a powerful tool for testing gravity on cosmological scales.
El efecto Sunyaev-Zeldovich lleva el nombre de dos físicos soviéticos que lo predijeron en la década de 1970. Hoy se utiliza para encontrar cúmulos de galaxias en todo el cielo.