¿Qué alternativas hay a la Materia Oscura?

Vamos a continuar donde nos quedamos. Espero que recuerden de la entrada pasada los problemas que motivaron a los físicos a empezar a pensar en materia oscura. Entre otras cosas, observaban que la velocidad de rotación de las galaxias era demasiado grande según la gravitación de Newton. O que la luz se desviaba más de lo que predice la relatividad general de Einstein. Como si hubiera más materia que no pudiéramos ver más que por sus efectos gravitatorios.

Bueno, a muchos no les gusta está primera explicación, así que vamos a ver algunas otras alternativas se han propuesto para explicar las observaciones.

Primera alternativa. Hay que mejorar las observaciones, y calcular mejor la masa de las galaxias. Quizá no estamos lo suficientemente maduros en tecnología para ver qué ocurre realmente ¿Qué tal si todo se puede explicar con la materia real? ¿Qué tal si se trata de materia que no radia lo suficiente para ser detectada?

Buena idea, vamos a asegurarnos si se puede explicar con lo que ya conocemos, antes de proponer cosas que no conocemos. Por ejemplo, podríamos pensar en las enanas marrones, que son estrellas que no llegaron a tener la masa crítica necesaria para iniciar reacciones termonucleares y así poder brillar como el Sol. De hecho, la mayor parte de las estrellas caen en esta categoría. ¿Qué más? También podríamos pensar en grandes nubes de gas y polvo, en enanas blancas y rojas, o agujeros negros…

Pero ¡Lastima Margarito! a pesar de que no emiten grandes cantidades de luz, sí que podemos detectar a todos estos bichos, en realidad no es muy difícil. Resulta que si hacen las cuentas, toda ésta materia solo podría explicar 20% de los efectos observados, todavía falta explicar el otro 80%. Fue un buen intento.

Siguiente idea…

La materia oscura podría estar hecha de partículas sin carga eléctrica, y que casi no interaccione con la materia. ¿Les suena conocido? Les daré una pista: últimamente se ha hablado mucho de ellos… Otra pista, hablamos de ellos aquí en el Imperio… ¡Así es!, les estoy hablando de ¡los neutrinos! ¿Qué tal si la materia oscura se puede explicar con los neutrinos?

Pero otra vez, no funciona la idea. Primero, si en universo dominaran partículas como neutrinos en las cantidades que se estiman para la materia oscura, ni siquiera se podrían formar las galaxias, y segundo necesitarían una masa mucho más grande de la que realmente tienen (no conocemos exactamente su masa, pero tenemos cotas).

Ni modo, siguiente idea…  La supersimetría

Primero, para evitar confusiones, la supersimetría no nace para dar una alternativa a la materia oscura, en realidad viene más de la mano con la teoría de cuerdas y sus dimensiones extra, pero no quiero entrar en esos detalles por el momento. Por ahora solo deben saber que la supersimetría propone que cada partícula tiene una supercompañera que tiene unas cuantas propiedades diferentes (como el spin). Estos supercompañeros deberían de tener una masa muy grande, con la cual se podría explicar la materia oscura.

Partículas y sus supercompañeras

El problema es que no sabemos si realmente existen estas partículas supersimetricas, y de existir se deberían poder detectar en las colisiones de muy alta energía como las que se producen en el LHC. Ahora, según tengo entendido (corríjanme si no), hasta el día de hoy no han encontrado ninguna.

Rayos se ve difícil esto de encontrar una mejor explicación a la materia oscura…

Veamos por último la alternativa más famosa.

Tal vez estamos mal desde las bases. Quizá nuestra comprensión de la gravedad, las leyes de Newton y Einstein están incompletas.

Una de las alternativas más famosas es la Dinámica Modificada de Newton (MOND por sus siglas en ingles). Es una teoría atrevida, y al mismo tiempo atractiva para muchos, pues se mete con una de las leyes básicas de la física: la segunda ley de Newton, que en términos simples les dice que al aplicar una fuerza sobre algo, cambiaran su estado de movimiento, es decir, le provocaran una aceleración. Quizá les suene conocida la famosa formula F=ma, donde F es fuerza, m es masa y a es aceleración.

Lo que propone MOND es que para aceleraciones muy muy pequeñas la segunda ley de Newton deja de funcionar como la conocemos, así que se le debe hacer una corrección. Estas aceleraciones muy muy pequeñas las experimentan constantemente las estrellas mientras se mueven por la galaxia (son cuerpos tan masivos, que la mayor parte de las fuerzas que sienten provocan aceleraciones muy pequeñas). Entre otras cosas esto implicaría que la relatividad general de Einstein dejaría de ser válida en esos contextos, pues el principio de equivalencia ya no sería válido.

Bueno no los quiero hacer bolas, el chiste es que es muy difícil comprobar o descartar a MOND, se necesitan experimentos superprecisos para comprobar la segunda ley de Newton en aceleraciones tan pequeñas. De hecho se supone que estos experimentos ¡no se podrían realizar en la Tierra! Además que la relatividad general nunca ha fallado cuando se la pone a prueba.

Lástima, dios sabe esconder bien sus secretos. En fin, como pueden ver el problema de la materia oscura es un problema muy desafiante del que seguramente seguiremos escuchando por mucho tiempo. Sigan al pendiente.

Funetes:

http://francisthemulenews.wordpress.com/2009/07/19/sobre-la-teoria-mond-la-teoria-general-de-la-relatividad-y-sus-tests-experimentales/

http://cuentos-cuanticos.com/2011/10/02/materia-oscura-ii/

http://www.migui.com/ciencias/fisica/es-la-segunda-ley-de-newton-incorrecta-a-escala-cosmologica.html

Imágenes

[1] http://www.lhc-closer.es/php/index.php?i=2&s=6&p=7&e=0

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3 comentarios el “¿Qué alternativas hay a la Materia Oscura?

    • Cierto, tienes razón

      Pero al parecer es más o menos lo mismo que propone MOND, solo que en vez de cambiar la segunda ley de Newton, cambian la de gravitación…
      Buen aporte

  1. Francamente, nunca he estado muy contento con la teoría o hipótesis (no sé bien qué es) de la materia oscura. No lo sé, no soy ningún experto en el tema y no sé casi nada, pero la materia oscura de cierto modo se me hace como el “reino Protista” (nótense las comillas) de los seres vivos: ese grupo incómodo que nadie comprende, y que todo sería más fácil si no estuviera ahí, e incluso que es artificial, inventado para cubrir algo que no podemos manejar o ni siquiera conocemos… pero ni modo, ahí está.
    Por esto precisamente he tenido la malvada esperanza de que algún día se demuestre que la materia oscura no existe o que es otra cosa, errores de mediciones, fallos en las ecuaciones, algo… Pero con esta entrada veo que es difícil que eso suceda, por lo menos por ahora. Excelente aporte.

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