Un físico afirma que la gravedad podría existir sin que haya ningún objeto con masa cerca, lo que implicaría que la materia oscura no existe
Richard Lieu, de la Universidad de Alabama, ha publicado un artículo en el que abre una nueva teoría que acabaría con la búsqueda obsesiva de la materia oscura por parte de la comunidad científica.
Por Caroline Delbert
02/07/2024
Biwa Studio//Getty Images
En el amplio panorama de la física, los investigadores están explorando docenas de formas de identificar o descartar la materia oscura, todo para ayudar a los humanos a comprender cómo funciona la unión de nuestros mundos 'visibles' e 'invisibles'. En un nuevo artículo que aparece en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, un equipo de científicos sugiere que la idea fundamental de gravedad puede no necesitar la idea fundamental correspondiente de masa para tener sentido físico.
Si tienen razón (si todo lo que creíamos saber todavía no es la historia completa de la gravedad), entonces es posible que la materia oscura ni siquiera exista. ¿Ha sido todo este tiempo el amigo imaginario de la física experimental?
Es una pregunta provocativa, pero, por supuesto, este es un artículo sobre una teoría dentro de un amplio panorama de teorías de la materia oscura. Entonces, la respuesta corta es “no, pero ¿y si…?”. En el artículo, el físico Richard Lieu, de la Universidad de Alabama, describe un escenario específico en el que la gravedad afecta a un sistema, pero ese campo gravitacional no contiene masa subyacente.
Es un caso extremo de una “singularidad de caparazón” alrededor de un bulto en el espacio vacío. Mientras calcula su camino a través de la física de lo que hará el caparazón, el propio caparazón se mueve hacia una masa cero y parece desaparecer. Hasta ahora, todo bien.
Pero sus matemáticas respaldan que el área que incluye la capa de masa cero aún mantiene las características de la gravedad. "Con un número suficiente de capas singulares irresolublemente espaciadas", concluye, "el potencial Φ es efectivamente una función continua". En otras palabras, si colocas suficientes proyectiles de masa cero en un espacio lo suficientemente pequeño, tendrás una especie de campo gravitacional sucedáneo sin masa responsable de él.
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Yuichiro Chino//Getty Images
Eso parece un truco matemático genial, muy parecido a la forma en que los fabricantes pueden decir que los refrescos dietéticos tienen “cero calorías” porque el valor real de 0,4 cae por debajo del umbral legal que permite redondearlo hacia abajo. Pero no es sólo un truco genial. Las capas de masa cero pueden desarrollar un escenario que permita a los científicos calcular la gravedad de una manera clara que unifique las versiones cuántica y clásica de la física sin tener que incluir un factor X de materia oscura (DM). “La necesidad de reclutar a DM se mitiga, al menos en parte”, escribió Lieu.
Sin embargo, hay un pequeño giro que sustenta este trabajo. El escenario de Lieu requiere otro fenómeno del espacio-tiempo algo inusual (o, al menos, difícilmente verificable): un defecto topológico. "Un ejemplo es una fina lámina de masa negativa que se envuelve alrededor de un agujero de gusano para mantener la simetría cilíndrica", escribió Lieu. Esa es una posibilidad bastante remota y no es un escenario cotidiano que alguien pueda ver a través de un telescopio de observatorio de alta potencia en el corto plazo.
Al mismo tiempo, Lieu describió el defecto topológico como "razonablemente corroborado", que es más de lo que podemos decir ahora sobre la materia oscura. Concluyó que, si bien su idea no descarta la materia oscura ni la mayoría de las aplicaciones que actualmente se basan en el concepto, podría aplicarse a configuraciones específicas de galaxias que podrían agruparse y crear estos efectos topológicos y singularidades de capa.
Y, por supuesto, si existe un caso límite, puede haber otros. Lieu discutió algunas otras teorías sobre la materia oscura dentro de grandes estructuras como las galaxias, porque éstas se comportan de manera diferente en un escenario enorme como ese que a escala micro. Podría ser que la idea de “materia oscura” contenga multitud de versiones, incluidas versiones que llenan vacíos de diferente tamaño en nuestra comprensión.
CAROLINE DELBERT
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Caroline Delbert is a writer, avid reader, and contributing editor at Pop Mech. She's also an enthusiast of just about everything. Her favorite topics include nuclear energy, cosmology, math of everyday things, and the philosophy of it all.
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