Agencias de NoticiasSin ellos, tal vez tendríamos que buscar en otra parte para explicar las peculiaridades del universo.
Rajendra Gupta: ¿Las constantes de la naturaleza (los números que determinan cómo se comportan las cosas, como la velocidad de la luz) cambian con el tiempo a medida que el universo se expande? ¿La luz se cansa un poco de viajar grandes distancias cósmicas? Se creía que la materia y la energía oscura explicaban estos fenómenos cosmológicos, pero investigaciones recientes indican que nuestro universo se ha estado expandiendo sin materia ni energía oscura.
Eliminar la materia y la energía oscura resuelve el “problema de la galaxia primitiva imposible”, que surge cuando se intenta explicar las galaxias que no se adhieren a las expectativas en cuanto a tamaño y edad. Es posible encontrar una alternativa a la materia oscura y la energía que cumpla con las observaciones cosmológicas existentes, incluida la distribución de galaxias.
Materia oscura
La materia oscura es una forma hipotética de materia que no interactúa con la materia ordinaria de ninguna manera excepto a través de la gravedad. Se propuso como una forma teórica de explicar nuestras observaciones astrofísicas y cosmológicas. La materia ordinaria puede viajar a través de la materia oscura sin ninguna resistencia y viceversa.
En el espacio, la atracción gravitatoria determina la velocidad a la que orbita un objeto. Una velocidad mayor de la esperada de los objetos en órbita circundante se atribuye a la existencia y atracción gravitatoria de la materia oscura.
La atracción gravitatoria de la materia oscura también puede doblar los rayos de luz, causando un efecto de lente gravitatoria al igual que la materia normal. Esto permite la medición de la materia oscura en el objeto que causa la curvatura, como en las galaxias y los cúmulos de galaxias.
El apoyo más sólido para la existencia de materia oscura proviene de las pequeñas variaciones observadas en la radiación de fondo de microondas cósmica (radiación remanente del big bang), medida con una precisión cada vez mayor.
Otro argumento para la existencia de materia oscura es que las estructuras a gran escala del universo, como las galaxias, no podrían formarse sin la materia oscura dentro de la edad limitada del universo.
Teorías alternativas
Existen alternativas a la materia oscura que explican muchas observaciones astrofísicas. La teoría más antigua y popular es la dinámica newtoniana modificada (MoND), que sugiere que la ley del cuadrado inverso newtoniano de la fuerza de atracción gravitatoria es una versión simplificada de una fuerza completa que se vuelve perceptible solo a distancias muy grandes cuando la fuerza newtoniana se vuelve insignificante.
Otra alternativa es una versión de MoND que incluye los efectos relativistas de Einstein y explica las observaciones en las que MoND es limitada, como la radiación de fondo de microondas cósmica. También está la teoría propuesta de la gravedad retardada que también pretende cumplir con dichas observaciones.
Los astrónomos se sorprenden al descubrir que muchas observaciones muestran una ausencia total de materia oscura o de estructuras deficientes en materia oscura. Esto lleva a cuestionar su existencia.
Entonces hay que encontrar una explicación de lo que podría haber creado el problema, como las fuerzas de marea ejercidas por el paso de galaxias cercanas que eliminan la materia oscura. Incluso se ha determinado recientemente que la masa de la Vía Láctea es mucho menor de lo esperado por la cosmología.
¿Existe la materia oscura?
Los descubrimientos recientes generan dudas sobre la existencia de la materia oscura. A pesar de una extensa investigación y miles de millones de dólares en inversión, no se ha detectado directamente ninguna materia oscura.
La teoría de la energía oscura niega la atracción gravitatoria de la materia, lo que hace que el universo se expanda más rápido con el tiempo, como se ha observado. La variación interrelacionada de las constantes de la naturaleza, denominadas Constantes de Acoplamiento Covariantes (CCC), logra el mismo efecto al debilitar la atracción gravitatoria y otras fuerzas de la naturaleza con el tiempo, eliminando la necesidad de la energía oscura.
Combinado con el efecto de la Luz Cansada (TL), que postula que la luz se ralentiza como resultado de la pérdida de energía, un modelo cosmológico de este tipo no tiene cabida para la materia oscura. El enfoque CCC también podría reemplazar a la constante similar a la energía oscura considerada responsable de la expansión extremadamente rápida del universo después del Big Bang, llamada inflación.
La edad del universo se determina a partir de la tasa de expansión histórica del universo, y puede variar según el modelo utilizado para la expansión. La medición del corrimiento al rojo de las estrellas en explosión, llamadas supernovas tipo 1a, y su brillo observado puede determinar la tasa de expansión.
El corrimiento al rojo es la reducción de las frecuencias de las líneas espectrales en función de la velocidad de recesión del objeto emisor, similar a la frecuencia de la sirena de una ambulancia que se aleja. Al permitir que el corrimiento al rojo debido al efecto de la luz cansada coexista con el corrimiento al rojo de expansión, la tasa de expansión del universo se reduce y la edad del universo aumenta.
Este nuevo modelo predice que el universo es más antiguo de lo que creemos (26.700 millones de años en la cosmología CCC en comparación con 13,8 en la cosmología estándar) y permite que las galaxias y sus cúmulos se formen sin materia oscura. El aumento de la edad del universo en los tiempos tempranos cuando comenzaron a formarse estructuras fue hasta 100 veces mayor en el nuevo modelo.
La ausencia de materia oscura que reduce la fuerza gravitacional y aumenta el tiempo para colapsar la materia para formar estructuras se ve compensada en gran medida por el aumento de la edad en el modelo CCC.
Ralentización del tiempo
La expansión del universo hace que el tiempo parezca ralentizado cuando se observan galaxias distantes. El modelo CCC+TL cumple con las observaciones que muestran un efecto de dilatación del tiempo que parece ralentizar el reloj en objetos distantes.
Las críticas emergentes al modelo CCC+TL se basan en hipótesis erróneas, como las deficiencias que presenta el concepto de luz cansada, o en análisis incorrectos, incluido el análisis del corrimiento al rojo de las temperaturas del fondo cósmico de microondas. Un único parámetro libre en la cosmología CCC determina la variación de todas las constantes que se aproximan asintóticamente a sus respectivos valores constantes. Al igual que en la cosmología estándar, la cosmología CCC tiene solo dos parámetros libres. Añadir luz cansada a CCC no requiere ningún parámetro libre adicional.
El modelo cosmológico estándar requiere materia oscura para ajustarse a las observaciones, como por ejemplo para explicar el corrimiento al rojo al medir el brillo de las supernovas. La materia oscura también se utiliza para explicar procesos físicos como las curvas de rotación de galaxias, los cúmulos de galaxias o el efecto de lente gravitacional. El uso de la cosmología CCC+TL significa que debemos considerar seriamente procesos físicos alternativos para explicar las observaciones astrofísicas que anteriormente se habían atribuido a la materia oscura.
Agencias de Noticias
Rafael Oseguera
Elias Marin
