Un test para las MOND
Diseñan una test para confirmar o rechazar las teorías de gravedad modificada.
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Un modelo falso de la realidad lo suficientemente sofisticado puede explicar casi cualquier situación.
Un ejemplo de esto último lo tenemos en el caso del sistema geocéntrico. Al final de su vida útil, gracias a los epiciclos, contenía más de ochenta circunferencias. Con ellas podrían explicar el movimiento retrógrado con una precisión increíble. Es más, si había desviaciones respecto a la realidad se añadía otro epiciclo y se solucionaba.
Pero no pudo explicar las fases de Venus una vez se contó con telescopios y encima las órbitas resultaron ser elípticas y no circulares.
El problema de la realidad es que esta no es intuitiva y que los modelos intuitivos son los primeros en fallar. La Naturaleza es más misteriosa de lo que queremos pensar. La teoría evolutiva de Lamarck es más intuitiva que la de Darwin, pero falsa.
Desde hace ya muchas décadas se ha propuesto que más de tres cuartos de la materia es materia oscura no barióncia que no emite ni refleja la luz. Todas las pruebas observacionales apuntan a su existencia, pero aún no hemos detectado directamente las partículas que la componen.
El no saber la naturaleza de la materia oscura ha hecho que proliferen teorías de gravedad alternativas. Según estas ideas, la teoría de gravedad tendría que ser modificada con el añadido de distintos términos. Hay muchas de estas teorías MOND según la naturaleza de esos términos extras.
Las teorías MOND terminan escapándose entre los dedos cuando los resultados observacionales las contradicen, pues basta con modificar o añadir nuevos términos para arreglar la discrepancia. Tienen, por tanto, cierto aroma a epiciclos.
La materia oscura explica bien cómo la velocidad radial de las estrellas de una galaxia cambia en función de la distancia al centro de la galaxia, cómo contribuye al efecto de lente gravitatoria y como empezó a constituir los cimiento gravitatorios que dieron lugar a la estructura a gran escala del Universo que observamos: esa «espuma cósmica».
Pero las discrepancia en ciencia no se arreglan con opiniones, sino haciendo uso del método científico. Hace falta unas «fases de Venus» que destruyan las MOND de una vez.
Ahora, investigadores de las universidades de Bonn y de California en Irvien han diseñado un test que permitirá refutar la MOND pronto. Su test se basa en simulaciones computacionales muy sofisticadas que calculan las predicciones de las MOND (Modified Newtonian Dynamics ) y la gravedad normal más materia oscura en distintos escenarios.
Han encontrado que el test perfecto son las estrellas que componen las galaxias enanas que orbitan otras galaxias más grandes como la Vía Láctea o la galaxia de Andrómeda. Se centraron en concreto en el cálculo de una relación denominada RAR (o relación de aceleración radial).
Describe la relación entre la aceleración provocada por la gravedad de toda la materia de la galaxia sobre las estrellas que describen órbitas dentro de la galaxias y la causada solamente por la gravedad de la materia visible.
Así que simularon galaxias enanas asumiendo que hay materia oscura y calcularon RAR a través de la aceleración que sufrirían las estrellas en esas galaxias.
Resultó que el comportamiento sería casi igual que en el caso de la galaxias grandes, como si simplemente fueran versiones más pequeñas. Pero si no hay materia oscura y hay que modificar la ley de gravedad, entonces el RAR de las galaxias enanas depende fuertemente de la distancia a la galaxia grande alrededor de la cual orbita la enana, cosa que no pasa con la teoría de la materia oscura.
Lo bueno es que la misión Gaia está diseñada para tomar datos ultraprecisos de las estrellas de nuestra galaxia y de nuestras galaxias enanas, por lo que se podrá empezar a poner a prueba todo esto pronto, en cuanto se tengan todos los datos. Aunque, según afirma uno de los implicado en el estudio, se necesitarán años para analizar estos datos y para medir repetidamente las mismas estrellas cada vez.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com
Fuentes y referencias:
Artículo original.
Ilustración: E. Garaldi, C. Porciani, E. Romano-Díaz/University of Bonn for the ZOMG Kollaboration.
14 Comentarios
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viernes 6 julio, 2018 @ 8:47 am
Aunque se necesiten años, muchos más llevamos ignorando la cuestión, así que esperemos la conclusión.
sábado 7 julio, 2018 @ 1:23 pm
No sé si se habrá cambiado de criterio pero lo que se había venido sugiriendo por bastantes físicos especializados en MOND es que la matería oscura (DM) no solo existe sino que es parte integrante de las teorías MOND, si bien no se precisaría DM para explicar las curvas de rotación galáctica, siendo solo necesaria la DM, dentro de las MOND,a escala cosmológica o sea para explicar dinámicas de cúmulos y supercúmulos y el propio FCM, puesto que las MOND no explican el FCM.
En resumen, que para algunos especialistas la MOND funcionan bien en la escala ‘pequeña’ de galaxias individuales, pero no lo haría en la escala cosmológica, donde funciona mejor la DM.
Veremos si ese ‘test’ aclara la situación de una vez por todas y se pueden enterrar definitivamente a lo que bastantes veces se ha pensado que ya estaba definitivamente muerto, las teorías MOND. Lo malo es que se si se necesitan años ¿Cuántos? algunos quizá nos quedemos para siempre con la duda respecto al ‘duelo’ MOND-Materia oscura.
Al amigo tomás le veo muy optimista, esperando la conclusión. Por lo de los años, claro.
domingo 8 julio, 2018 @ 12:28 am
Pues, mis muy queridos Tomás y Lluís, lleváis dándole vida a la sección de Física ya más de 10 años y eso merece un grandísimo aplauso por mi parte.
Al hilo de lo que comentas, amigo Lluís, me parece recordar que buena parte de las versiones de las MOND quedan prácticamente descartadas después de los análisis que se han hecho de las ondas gravitacionales en una de las colisiones registradas hasta el momento.
Muchos abrazos.
domingo 8 julio, 2018 @ 8:00 am
Por optimismo que no quede, así que, como suele decirse: «Y lo que te rondaré, morena».
domingo 8 julio, 2018 @ 9:04 pm
En realidad, lo que parece un epiciclo es la materia oscura. Es algo que se introduce ad hoc para cuadrar los datos empíricos, de hecho no tiene ninguna base, lo que es absolutamente ninguna, teórica. Ni se sabe qué es (qué podría ser), especulaciones al margen. El problema es que las adaptaciones del marco gravitatorio ni siquiera son un epiciclo, que a fin de cuentas, funciona: son un martillazo (o varios). Y, hay mucha gente así, yo tengo algún sistema que deriva un poco y en vez de afinarlo, vamos a probar con ese maravilloso herramiento de múltiples usos y más hispanistano que la navaja suíza (que ni es navaja ni es suíza). Esto es otro reto para el gremio de los psico-, porque la cofradía del martillo (que pudorosamente Stephen J. Gould llamaba calzador) es universal. Ni que decir tiene que en esta especie entre los que se dedican a la cursus honorum de la res publica son legión, nunca mejor dicho, así que no veo motivo por el cual el % haya de ser diferente en el departamento de astrofísica (o cualquier otro).
Lamento haber definido el Jano maligno de la ciencia, al menos una de sus caras, de una forma tan poco elegante. Artefacto tiene un nombre al menos con resonancias clásicas y hasta teatrales. Martillo no.
martes 10 julio, 2018 @ 12:13 pm
El tema de las MOND hace años que dura (ver, por ejemplo http://neofronteras.com/?p=2415) . Coincido con DR. Thriller en que la DM es el elemento ad hoc (insertado a martillo) para hacer cuadrar la teoria con los hechos. Por ahora es el dragón del garaje de Sagan. ¿Alguien sabe si los «cuerdistas» tienen alguna MOND? (por simple curiosidad…).
Saludos.
jueves 12 julio, 2018 @ 8:27 am
Espero a la MO no le suceda lo que a la teoría del éter. Porque ¿cuales podrían ser sus contradicciones?
sábado 14 julio, 2018 @ 2:12 pm
Hasta el momento cualquier alternativa a la hipótesis de materia oscura es más retorcida y complicada que la propia materia oscura.
En cuanto a las MOND, son básicamente basura acientífica, pues sus proponentes añaden y quitan términos como les viene en gana según las necesidades.
domingo 15 julio, 2018 @ 5:14 pm
Yo le veo una. Dado que sólo interacciona gravitatoriamente, debería ser recolectada al interior de las estrellas. El Sol es una estrella ni fu ni fa, pero tiene 25g en superficie. Por residual que sea la distribución de materia oscura dentro de la galaxia, durante 4,6 eones se puede ir captando una cantidad no negligible, que dado que no interacciona, se acumulará hacia el interior del Sol, porque la presión electromagnética le resbala, nunca mejor dicho, y qué efectos podría causar en esos entornos (no digamos estrellas de mayor masa u otros objetos exóticos), pero como mínimo sabemos que causaría uno, que es incrementar el campo gravitatorio solar, es decir, el Sol tendría una masa menor que la que deducimos de su comportamiento newtoniano.
Que yo sepa, nadie se ha ocupado de esto en serio. Supongo que el calzador obvio es decir que no se acumula de forma significativa (o no lo hace en absoluto, nueva pirueta propietaria, entra por un lado y sale por el otro), y yatá.
lunes 16 julio, 2018 @ 9:01 am
Yo le veo una a tu razonamiento: el que solo interaccione gravitatoriamente no implica que se acumule en el interior de las estrellas y demás objetos espaciales. Por esa razón todos ellos, en sí, deberían ser menos masivos y deber su gravedad a la MO, con lo que no quedaría explicado nada.
martes 17 julio, 2018 @ 5:44 pm
A ver si puedo poner la idea sin liar mucho todo.
Todos los cuerpos del sistema solar se mueven en órbitas alrededor del Sol. Objetos extrasolares (partículas de MO) tendrían trayectorias parabólicas respecto al Sol. Usualmente las estrellas no recolectan materia ordinaria porque al emitir cantidades enormes de radiación EM disipan más que captan, salvo que absorban cuerpos más compactos (una nube de gas es más masiva que una enana marrón, por aclarar). Pero a la MO la radiación EM de una estrella le resbala. Es más, para captar materia lo que pasa es que la trayectoria tiene como centro el baricentro solar, si esta trayectoria pasa más cerca de ese centro que el radio del propio astro, la partícula colisiona y pasa a formar parte de su masa.
Pero esto no afecta a las partículas de MO. Entran por un lado, si es el caso de la trayectoria, y salen por el otro, sin más. Si hay transferencia de momento (positiva o negativa para la partículaL depende exclusivamente de la geometría de la trayectoria.
Sin embargo pasa un detallito. Una partícula de MO que entra dentro del Sol el campo que «siente» es el de la esfera que gravita en cada momento bajo ella, por tanto el campo es como si sufriera un «bajón» a medida que profundiza, y la partícula se desvía de su trayectoria porque tiene una velocidad excesiva para la intensidad de campo (hacia «fuera»), pero cuando salga fuera tendrá una velocidad menor a la que debería en una trayectoria ideal de objetos puntuales, y la intensidad de campo vuelve a ser la misma. Podría ser, si no me estoy liando, que con este mecanismo un número de partículas quedaran en órbita solar, bien con parte de ésta fuera del Sol o completamente en su interior. Para el caso es lo mismo, mayor distancia su masa cuenta como añadida al Sol.
Si no estoy diciendo estupideces, lo que podría pasar es que la cantidad de partículas captadas sería negligible, si el Sol se tragase Júpiter, sería apenas un 1% de masa. No parece probable que se pueda captar dentro de la galaxia tal cantidad vista la distribución de MO. Ahora, estrellas gigantes con mucha más sección pasando por otras zonas pues no sé si vale la pena planteárselo.
Y por supuesto, si planteamos otros si…, si…, si…, pues habría que ver. Por ejemplo, si la MO en determinadas condiciones sí puede tener algún tipo de interacción aparte de la gravitatoria. Pero esto ya es desbarrar.
martes 17 julio, 2018 @ 5:45 pm
Parabólicas no, hiperbólicas. Castigado sin postre.
miércoles 18 julio, 2018 @ 9:02 pm
Si hay o no MO en el interior del Sol depende de la velocidad relativa del Sol respecto al flujo de MO. Por encima de la velocidad de escape no es atrapada.
De todos modos, sí se ha planteado que atrape partículas de MO y ello es compatible con lo que se observa. No pasa nada.
jueves 19 julio, 2018 @ 9:01 am
¡Hombre! Pasa que la masa de las estrellas, y sobre todo de los cuerpos más masivos aún, aumentará quizá despacio pero sin límite.