Habíamos creído que existía materia oscura. Un nuevo estudio cree que estábamos equivocados – El diario andino
Durante décadas, la cosmología se ha mantenido en un pilar tan fundamental como misterioso: materia oscura. El pegamento invisible que, según el modelo estándar, mantiene las galaxias juntas y evita que las estrellas sean disparadas por la fuerza centrífuga.Representa el 27% del universoPero tiene un problema: nadie lo ha visto o detectado. Solo confía en que estará allí. Pero ahora Un estudio publicado en Galaxias Esta concepción del concepto ha cambiado.
El estudio. Investigación dirigida por el físico Rajendra P. Gupta De la Universidad de Ottawa propone una idea tan elegante como radical: ¿Qué pasa si realmente no existe la materia oscura? Según su trabajo, este componente fantasma podría ser una «ilusión», un efecto secundario causado por algo que se asumió: que las constantes fundamentales de la naturaleza son «constantes».
La importancia. Para comprender la magnitud de esta propuesta, primero debe recordar el origen del problema. Específicamente, tenemos que ir a los años 70, donde la astrónoma Vera Rubin observó que las estrellas en los bordes de las galaxias giraron a la misma velocidad las del centro. Esto desafió completamente las leyes de Newton, algo que es como si una persona sentada en el borde exterior girara a la misma velocidad que una sesión cerca del eje. Físicamente, debe activarse.
La solución que la comunidad científica adoptó fue la existencia de una «materia oscura», una masa invisible que genera la gravedad extra necesaria para mantener la galaxia cohesiva. Este concepto se convirtió en la piedra angular del modelo cosmológico conocido como Λcdm (Materia oscura llena de lamda).
Este modelo funciona increíblemente bien para explicar el universo a gran escala, pero después de décadas de búsquedas con detectores y experimentos ultrasensibles en el LHC, no hemos encontrado una sola partícula de materia oscura. Siempre ha ‘detectado’ indirectamente a través de su efecto gravitacional sobre los objetos visibles.
La propuesta. Aquí es donde entra la idea de Gupta. Su modelo, llamado CCC + TL (constantes de acoplamiento coovaring + Tirad Light), se basa en dos ideas diferentes.
El primero es las ‘constantes de acoplamiento covriant’ calificadas SO ‘(CCC). En este caso, el modelo sugiere que las constantes fundamentales de la física, como la velocidad de la luz (c) o la constante de gravitación universal (G), no están fijas. En cambio, evolucionan y cambian a medida que el universo se expande. Esta no es una idea completamente nueva (el físico Paul Dirac ya coqueteó con ella), pero Gupta la integra en un modelo cosmológico completo.
La segunda idea planteada en la investigación es la de la ‘luz cansada’. Un concepto que llega directamente de la antigua hipótesis de ‘luz cansada’, que postula esa luz pierde energía durante su viaje a través del cosmos. En este caso, el modelo Gupta sugiere que el enrojecimiento de la luz de las galaxias distantes no solo se debe a la expansión del universo sino a una combinación de ambos efectos. Aunque la «luz cansada» como la única explicación, ha sido ampliamente refutada, su inclusión en este modelo híbrido es clave para sus cálculos.
Nuevos términos. Una vez que se tienen en cuenta estas dos nuevas ideas, es hora de modificar las ecuaciones de campo de Einstein con estas constantes variables, el modelo Gupta hace que aparezcan nuevos términos matemáticos. Esto es algo que el autor ha bautizado como «α-material» y «α-energía».
Y aquí es donde es una verdadera magia: estos términos, que no son una sustancia física sino un efecto de la evolución de las leyes de la física, generan la atracción gravitacional extra que hasta ahora atribuimos a la materia oscura. La materia oscura no sería algo para encontrar, sino un espejismo matemático.
Se prueba. Algo a tener en cuenta es que las teorías pueden estar muy bien escritas y verse muy bien en papel, pero lógicamente tienen que demostrar. Para esto, Gupta utilizó la base de datos SPARC, un catálogo de alta calidad con las curvas de rotación de 175 galaxias.
El método utilizado fue el reverso a lo tradicional. En lugar de agregar materia oscura para justificar las curvas de rotación, Gupta tomó las curvas observadas y usó su modelo para «restar» el efecto de «α-material». El resultado debe ser la curva de rotación generada solo por materia visible (bariónica). Algo que ha querido materializarse en una toma gráfica como ejemplo, la galaxia NGC3198.
En esta imagen, la línea azul (VO) es la velocidad de rotación observada en la galaxia. La línea de puntos (VB) es la velocidad que debería tener si solo existiera la materia visible, de acuerdo con las estimaciones de SPARC y la línea discontinua (VBX) es la predicción de la materia visible calculada por el modelo GUPTA. La similitud entre la predicción de su modelo y la estimación de la materia barionica es notable. Algo que el autor repitió para varias galaxias con resultados prometedores para dar una conclusión muy contundente.
Un nuevo paradigma. Si el modelo CCC+TL es correcto, sus implicaciones son enormes. No solo eliminaría la necesidad de materia oscura, sino que, según el autor, también podría explicar la energía oscura y otros enigmas cosmológicos, como por qué las primeras galaxias observadas por James Webb parecen más maduras de lo que deberían.
Tienes que ser cauteloso. Esto es, por ahora, una «prueba de concepto» como señala el propio autor. Esto significa que está usando simplificaciones, como tratar las galaxias como esferas perfectas, algo que está lejos de la realidad en el universo.
Además, su dependencia de la «luz cansada» es un punto de fricción con la cosmología convencional. Modelos como este deberían demostrar que pueden explicar con la misma precisión que las observaciones clave λCDM, como la radiación de fondo de microondas o la expansión acelerada del universo.
Un nuevo avance. Pero lo que está claro con esta investigación es que la comunidad científica está explorando alternativas, especialmente cuando el modelo predominante presenta fisuras, como la ausencia de una prueba directa de materia oscura.
El modelo Gupta es, por ahora, una posibilidad fascinante. Un recordatorio de que en la ciencia, las verdades más arraigadas pueden ser cuestionadas y que la solución a los mayores misterios del universo podría no ser encontrar algo nuevo, pero al darse cuenta de que las reglas del juego han cambiado sutilmente desde el principio de los tiempos.
Imágenes | Jeremy Thomas
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