La misteriosa sustancia conocida como
materia oscura puede ser en realidad una ilusión, creada por la interacción
gravitacional entre partículas de corta vida de materia y antimateria. Un mar
hirviente de partículas en el espacio puede crear la gravedad
repulsiva.
La materia oscura se cree que es una sustancia
invisible que representa casi una cuarta parte de la masa del universo. El
concepto fue propuesto por primera vez en 1933 para explicar por qué las
galaxias exteriores de los cúmulos de galaxias, orbitan más rápido de lo que
deberían, basándose en la masa visible de las galaxias.
En las velocidades observadas, las galaxias
externas deberían ser arrojadas al espacio, ya que los cúmulos no parecen tener
la masa suficiente para mantener a las galaxias de los bordes unidas
gravitacionalmente.
Expuesto así el problema, lo que los físicos propusieron fue que las galaxias están rodeadas de halos de materia invisible. Esta materia oscura proporciona esa masa extra, que a su vez crea campos gravitatorios suficientes para mantener unidos los cúmulos.
Expuesto así el problema, lo que los físicos propusieron fue que las galaxias están rodeadas de halos de materia invisible. Esta materia oscura proporciona esa masa extra, que a su vez crea campos gravitatorios suficientes para mantener unidos los cúmulos.
En el nuevo estudio, el físico Dragan Hajdukovic,
desde la European Organization for
Nuclear Research (CERN) en Suiza, propone una explicación alternativa,
basada en algo que él llama la “polarización gravitacional del vacío
cuántico”.
Un espacio vacío relleno de partículas
“virtuales”
El vacío cuántico es el nombre dado por los
físicos a lo que vemos como espacio vacío.
Según la física cuántica, el espacio vacío no es
realmente estéril, sino que es un mar hirviente de las llamadas partículas y
antipartículas virtuales, constantemente entrando y saliendo de la
existencia.
Partículas de antimateria son diametralmente
opuestas de partículas de materia normal. Por ejemplo, un antiprotón es una
versión con carga negativa de los protones de carga positiva, uno de los
componentes básicos del átomo.
Cuando la materia y la antimateria colisionan, se
aniquilan en una explosión de energía. Las partículas virtuales, creadas
espontáneamente en el vacío cuántico, aparecen y desaparecen con tanta rapidez
que no pueden ser observadas directamente.
En su nuevo modelo matemático, Hajdukovic
investiga qué pasaría si la materia y la antimateria virtuales no sólo son
contrarios eléctricamente, sino también opuestos gravitacionalmente, una idea
que algunos físicos ya han propuesto anteriormente.
“La física fundamental supone que hay sólo una
carga gravitacional, mientras que yo he asumido que existen dos cargas
gravitatorias”, señalba Hajdukovic.
De acuerdo con su idea, apuntada en el último
número de la revista Astrophysics
and Space Science, la materia tiene una carga positiva y la antimateria
gravitacional negativa.
Eso significaría que son gravitacionalmente
repulsivas, de modo que un objeto hecho de antimateria “colapsaría” dentro del
campo gravitacional de la Tierra, que está compuesto de materia normal.
Las partículas y antipartículas pueden incluso
chocar, ya que la repulsión gravitacional es más débil que la atracción
eléctrica.
De cómo las galaxias aumentan la gravedad
Si bien, la idea de las partículas antigravedad
puede parecer exótica, Hajdukovic afirma que su teoría está bien establecida en
los criterios de la física cuántica.
Por ejemplo, es bien sabido que las partículas
pueden unirse para crear un dipolo eléctrico, con partículas de carga positiva
en un extremo y partículas negativas en el otro.
Según la teoría, hay un sinnúmero de dipolos
eléctricos, creados por partículas virtuales de diverso volumen en el vacío
cuántico.
Todos estos dipolos están orientados al azar,
como innumerables agujas de una brújula apuntando hacia cualquier lado. Pero si
los dipolos se forman en presencia de un campo eléctrico ya existente,
inmediatamente alinean en la misma dirección que el campo.
Según la teoría cuántica de campos, este repentino ajuste de los
dipolos eléctricos, llamado polarización, genera un campo eléctrico secundario
que combina y refuerza el campo primario.
Hajdukovic sugiere que, un fenómeno similar
ocurre con la gravedad. Si la la materia y la antimateria virtuales tienen
distintas cargas gravitacionales, entonces se generarían en el espacio los
dipolos gravitacionales orientados aleatoriamente.
Si estos dipolos gravitacionales se forman cerca
de una galaxia, un objeto masivo con un fuerte campo gravitatorio, los dipolos
podrían polarizarse.
Esta polarización generaría a su vez, un campo
gravitacional secundario que se combinaría y fortalecería el campo gravitacional
de la galaxia.
“Mi teoría propugna que el campo gravitacional de
una galaxia se hace más fuerte, sin necesidad de materia oscura”, adujo
Hajdukovic.
Evidencias “muy apremiantes” de materia
oscura
El físico David Evans, calificó el nuevo estudio
como “un ejercicio teórico muy interesante”, pero que aún no está dispuesto a
abandonar la noción de materia oscura.
“La evidencia de materia oscura es ahora muy
convincente”, señaló Evans, de la Universidad de Birmingham, que encabeza el
equipo del Reino Unido del detector ALICE en el CERN’s Large Hadron
Collider.
Por ejemplo, en 2006 los astrónomos dieron a
conocer una foto de dos galaxias en plena colisión, conocida como el Cúmulo
Bala, que supuestamente mostraba la separación entre materia y materia
oscura.
Un efecto similar fue observado en el cúmulo
Pandora a principios de este verano, añadió Evans, que no participó en el
estudio.
Hajdukovic dijo que está ampliando actualmente su
teoría para dar cuenta de estas observaciones. Sus cálculos preliminares,
reseñó, indican que “lo que se observa en el Cúmulo Bala, y más recientemente en
el cúmulo Pandora, puede entenderse también como el marco de polarización
gravitacional del vacío cuántico”.
El físico del CERN, Michael Doser, está de
acuerdo en que las ideas Hajdukovic son “poco ortodoxas”, pero no descarta su
teoría a priori.
“La visión tradicional adolece de la ausencia de
partículas de materia oscura detectada, y de esta manera explora una amplia gama
de posibilidades que en este momento es perfectamente legítimo, siempre y cuando
sean compatibles con todos los datos”, señalaba Doser.
Doser es miembro del experimento AEgIS
del CERN, cuya finalidad es medir la carga gravitacional del anti-hidrógeno,
la versión de antimateria del hidrógeno, y así probar que la materia y la
antimateria son gravitatoriamente repulsivas.
“En pocos años,” dijo Doser, “estaremos sin duda
en condiciones de confirmar o refutar la hipótesis de Hajdukovic.”
- Referencia: National Geographic News, por Ker Than 31 de agosto 2011
- Imagen: El Cúmulo Bala, crédito STScI, U. Arizona, CfA, CXC, NASA
Traducido por Pedro Donaire
http://bitnavegante.blogspot.com/2011/09/la-materia-oscura-es-una-ilusion-segun.html?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+bitnavegante+%28BitNavegantes%29&utm_content=Google+Reader&utm_term=Google+Reader
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