Nueva teoría cósmica conecta la Fuerza y la materia Oscura
Una nueva teoría dice que la materia oscura y la energía oscura podrían proceder de un único fluido oscuro que se extiende por todo el universo. Y ello significaría que las búsquedas de materia oscura nunca llegarán a nada.
La materia oscura, según las teorías actuales, es una masa oculta necesaria para mantener unidas las galaxias en sus rápidos giros. La teoría más aceptada es que esta materia la constituyen partículas (todavía no identificadas) que prácticamente no interaccionan con la luz ni con la materia normal. Pero parecen estar en todas partes y actuar como "estructura" de las agrupaciones en galaxias y en todo el universo.
Por otro lado, la energía oscura es necesaria para explicar la recientemente descubierta aceleración de la expansión del universo. (según las obsevaciones de las supernovas distantes) Se supone que existe en todo el espacio y ejerce una presión repulsiva que contrarresta la atractiva de la gravedad.
Puede resutar paradójico que "algo" pueda ser a la vez un ancla gravitacional para las galaxias y una fuerza antigravitatoria para el conjunto del universo. No obstante HongSheng Zhao, de la Universidad de St. Andrews en Escocia, dice que una energía oscura similar a un fluido puede comportarse como materia oscura si alcanza una densidad lo bastante alta.
"La energía oscura es una propiedad del vacío; de campos que no se ven fácilmente" declaró Zhao a Space.com. "A partir de ahí, podemos extraer el efecto de la materia oscura".
Zhao equipara este "fluido oscuro" con la atmósfera terrestre. La presión atmosférica hace que el aire se expanda, pero una parte del aire puede colapsarse para formar nubes. De la misma forma, el fluido oscuro podría expandirse en general pero podría también condensarse alrededor de las galaxias para ayudar a mantenerlas unidas apesar de la rotación.
La unificación
Zhao no es el primer teórico que intenta unir la energía oscura y la materia oscura en un mismo marco de trabajo. El tipo de fluido oscuro que estudia Zhao es similar al que concibieron hace unos cuantos años Pedro Ferreira y sus colegas de la Universidad de Oxford.
"Nuestra teoría, implica proponer una dirección preferida del tiempo, en cierto sentido un marco temporal especial" dijo Ferreira. "Con un interesante efecto, modifica la teoría general de la relatividad de Einstein". La idea es similar a la que existio del "éter", ese medio invisible que los antiguos físicos creían que eran necesario para propagar las ondas de la luz . La relatividad de Einstein eliminó la necesidad de tal medio, pero los cosmólogos han descubierto recientemente que una sustancia similar al éter puede imitar a la materia oscura.
La presencia de tal sustancia cambia la manera en que funciona la gravedad. Esto es muy evidente en las afueras lejanas de una galaxia, donde el tirón gravitacional de la galaxia debería ser pequeño pero el éter lo hace mucho más fuerte.
El éter "efectivamente suaviza el espacio-tiempo en regiones de ralentización gravitacional, haciéndolo más sensible de lo normal a la presencia de masa", explicó Ferreira.
Zhao ha ido más alla en este enfoque y ha descubierto que su teoría puede encajar con gran cantidad de datos astronómicos, según dijo en un reciente artículo publicado en Astrophysical Journal Letters. "Este modelo tiene teorías predictivas y, si se resuelven en detalle, se pueden probar adecuadamente mediante la experimentación" declaró Zhao.
Por ejemplo, el fluido de Zhao se divide en dos, una parte de energía oscura y una parte de materia oscura con el mismo ratio que se halla en las presentes observaciones (la energía oscura corresponde aproximadamente a un 75 por ciento del contenido en masa-energía del universo, mientras que la materia oscura corresponde aproximadamente a un 21 por ciento y la materia normal forma el 4 por ciento restante).
Aunque el fluido nos rodea, Zhao ha descubierto que no afecta al movimiento de la Tierra ni de otros planetas, lo cual resulta "tranquilizador", porque los datos nos dicen que nuestro sistema solar obedece a la gravedad tradicional con una gran exactitud.
Pero el fluido sí afecta a la velocidad a la que rotan las galaxias. Hace unos 75 años, los astrónomos observaron que las galaxias giraban más deprisa de loque podía explicarse a partir de la cantidad de materia emisora de luz que contenían. La respuesta parecía requerir alguna forma de materia oscura invisible. No obstante, Zhao ha demostrado que este fluido puede evitar que las galaxias se separen, de la misma forma que puede hacerlo la materia oscura.
Zhao también ha ensayado su modelo con los cúmulos de galaxias que colisionan, en las que una colisión masiva parece haber eliminado gas caliente de su envoltura de materia oscura. Esta materia oscura "desnuda" se consideraba una prueba irrefutable de las teorías tradicionales sobre la materia oscura, pero Zhao alega que su fluido puede reproducir los mismos efectos.
Christian Boehmer, del University College de Londres, considera "muy concluyente" que el modelo de Zhao se corresponda con tantos datos galácticos .
Búsqueda de palabras
Si el fluido oscuro imita a la materia oscura, entonces los científicos están buscando en vano las escurridizas partículas de materia oscura, llamadas WIMPs.
Actualmente, diversos experimentos intentan detectar las raras colisiónes de WIMPs en la Tierra u observar los rayos gamma que nos lleguen de lejanas auto-aniquilaciones de WIMPs.
"Las detecciones directas serán más difíciles" declaró Zhao. Puede que las WIMPs sigan existiendo, pero no habrá tantas como se espera.
Sin WIMPs que buscar, el fluido oscuro podría hacer más fácil el trabajo de los científicos.
Pero pocos cosmólogos están dispuestos a abandonar ya la materia oscura. La idea del fluido oscuro es muy nueva y todavía hay que refinarla en algunos aspectos, mientras que la materia oscura es una teoría muy madura.
"El modelo actual es el que mejor encaja con los datos, y en consecuencia es el mejor modelo de que disponemos" dijo Boehmer.
No obstante, Boehmer reconoce que el hecho de que la materia oscura y la energía oscura compongan el 95 por ciento del universo es incómodo para la cosmología.
"Francamente, esas denominaciones no son más que palabras que utilizamos para nombrar algo que no comprendemos" declaró.
Si un modelo más sencilloque uniera ambas puede explicar todos los datos, entonces los cosmólogos lo aceptarían sin reservas, según declaró Boehmer.
Artículo original Space.comLa materia oscura, según las teorías actuales, es una masa oculta necesaria para mantener unidas las galaxias en sus rápidos giros. La teoría más aceptada es que esta materia la constituyen partículas (todavía no identificadas) que prácticamente no interaccionan con la luz ni con la materia normal. Pero parecen estar en todas partes y actuar como "estructura" de las agrupaciones en galaxias y en todo el universo.
Por otro lado, la energía oscura es necesaria para explicar la recientemente descubierta aceleración de la expansión del universo. (según las obsevaciones de las supernovas distantes) Se supone que existe en todo el espacio y ejerce una presión repulsiva que contrarresta la atractiva de la gravedad.
Puede resutar paradójico que "algo" pueda ser a la vez un ancla gravitacional para las galaxias y una fuerza antigravitatoria para el conjunto del universo. No obstante HongSheng Zhao, de la Universidad de St. Andrews en Escocia, dice que una energía oscura similar a un fluido puede comportarse como materia oscura si alcanza una densidad lo bastante alta.
"La energía oscura es una propiedad del vacío; de campos que no se ven fácilmente" declaró Zhao a Space.com. "A partir de ahí, podemos extraer el efecto de la materia oscura".
Zhao equipara este "fluido oscuro" con la atmósfera terrestre. La presión atmosférica hace que el aire se expanda, pero una parte del aire puede colapsarse para formar nubes. De la misma forma, el fluido oscuro podría expandirse en general pero podría también condensarse alrededor de las galaxias para ayudar a mantenerlas unidas apesar de la rotación.
La unificación
Zhao no es el primer teórico que intenta unir la energía oscura y la materia oscura en un mismo marco de trabajo. El tipo de fluido oscuro que estudia Zhao es similar al que concibieron hace unos cuantos años Pedro Ferreira y sus colegas de la Universidad de Oxford.
"Nuestra teoría, implica proponer una dirección preferida del tiempo, en cierto sentido un marco temporal especial" dijo Ferreira. "Con un interesante efecto, modifica la teoría general de la relatividad de Einstein". La idea es similar a la que existio del "éter", ese medio invisible que los antiguos físicos creían que eran necesario para propagar las ondas de la luz . La relatividad de Einstein eliminó la necesidad de tal medio, pero los cosmólogos han descubierto recientemente que una sustancia similar al éter puede imitar a la materia oscura.
La presencia de tal sustancia cambia la manera en que funciona la gravedad. Esto es muy evidente en las afueras lejanas de una galaxia, donde el tirón gravitacional de la galaxia debería ser pequeño pero el éter lo hace mucho más fuerte.
El éter "efectivamente suaviza el espacio-tiempo en regiones de ralentización gravitacional, haciéndolo más sensible de lo normal a la presencia de masa", explicó Ferreira.
Zhao ha ido más alla en este enfoque y ha descubierto que su teoría puede encajar con gran cantidad de datos astronómicos, según dijo en un reciente artículo publicado en Astrophysical Journal Letters. "Este modelo tiene teorías predictivas y, si se resuelven en detalle, se pueden probar adecuadamente mediante la experimentación" declaró Zhao.
Por ejemplo, el fluido de Zhao se divide en dos, una parte de energía oscura y una parte de materia oscura con el mismo ratio que se halla en las presentes observaciones (la energía oscura corresponde aproximadamente a un 75 por ciento del contenido en masa-energía del universo, mientras que la materia oscura corresponde aproximadamente a un 21 por ciento y la materia normal forma el 4 por ciento restante).
Aunque el fluido nos rodea, Zhao ha descubierto que no afecta al movimiento de la Tierra ni de otros planetas, lo cual resulta "tranquilizador", porque los datos nos dicen que nuestro sistema solar obedece a la gravedad tradicional con una gran exactitud.
Pero el fluido sí afecta a la velocidad a la que rotan las galaxias. Hace unos 75 años, los astrónomos observaron que las galaxias giraban más deprisa de loque podía explicarse a partir de la cantidad de materia emisora de luz que contenían. La respuesta parecía requerir alguna forma de materia oscura invisible. No obstante, Zhao ha demostrado que este fluido puede evitar que las galaxias se separen, de la misma forma que puede hacerlo la materia oscura.
Zhao también ha ensayado su modelo con los cúmulos de galaxias que colisionan, en las que una colisión masiva parece haber eliminado gas caliente de su envoltura de materia oscura. Esta materia oscura "desnuda" se consideraba una prueba irrefutable de las teorías tradicionales sobre la materia oscura, pero Zhao alega que su fluido puede reproducir los mismos efectos.
Christian Boehmer, del University College de Londres, considera "muy concluyente" que el modelo de Zhao se corresponda con tantos datos galácticos .
Búsqueda de palabras
Si el fluido oscuro imita a la materia oscura, entonces los científicos están buscando en vano las escurridizas partículas de materia oscura, llamadas WIMPs.
Actualmente, diversos experimentos intentan detectar las raras colisiónes de WIMPs en la Tierra u observar los rayos gamma que nos lleguen de lejanas auto-aniquilaciones de WIMPs.
"Las detecciones directas serán más difíciles" declaró Zhao. Puede que las WIMPs sigan existiendo, pero no habrá tantas como se espera.
Sin WIMPs que buscar, el fluido oscuro podría hacer más fácil el trabajo de los científicos.
Pero pocos cosmólogos están dispuestos a abandonar ya la materia oscura. La idea del fluido oscuro es muy nueva y todavía hay que refinarla en algunos aspectos, mientras que la materia oscura es una teoría muy madura.
"El modelo actual es el que mejor encaja con los datos, y en consecuencia es el mejor modelo de que disponemos" dijo Boehmer.
No obstante, Boehmer reconoce que el hecho de que la materia oscura y la energía oscura compongan el 95 por ciento del universo es incómodo para la cosmología.
"Francamente, esas denominaciones no son más que palabras que utilizamos para nombrar algo que no comprendemos" declaró.
Si un modelo más sencilloque uniera ambas puede explicar todos los datos, entonces los cosmólogos lo aceptarían sin reservas, según declaró Boehmer.
Foto NASA Hubble
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