Proponen la materia oscura borrosa
Quizás la materia oscura sea una materia templada con propiedades cuánticas que estaría compuestas por partículas muy ligeras que existirían en gran número en la que cada una de ellas tendría una masa 27 órdenes de magnitud menor que la de un electrón.
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El caso de la materia oscura es un rompecabezas que no se termina de resolver. Tenemos muchas indicaciones de su existencias pero todavía no se ha detectado directamente.
Sin la materia oscura no se formaría el Universo que observamos, la relación velocidad de giro con el radios de las galaxias no sería el que medimos, ni las lentes gravitatorias de los cúmulos de galaxias funcionarían como funcionan. Un 85 por ciento de materia del Universo es materia oscura que no emite, ni refleja ni bloquea la luz.
Todas las alternativas a la teoría de materia oscura que pasan por modificar la gravedad funcionan muy mal, pues sólo consiguen medio explicar alguno de los aspectos observados a costa de un precio muy alto.
Se ha asumido que la materia oscura sería una materia oscura fría compuesta por partículas pesadas que casi no interaccionaría con la materia ordinaria a las que se ha denominado WIMPs en sus siglas en inglés (partículas masivas débilmente interaccionantes). Aquí lo de ‘fría’ significa que las partículas se mueven a velocidades no muy altas.
Pero los experimentos dedicados a la detección de materia oscura tipo WIMP han fracasado hasta ahora, por lo que se ha mirado hacia otras hipótesis en las que la materia oscura está compuesta de otras partículas.
En su día ya se descartó que la materia oscura sea materia oscura caliente. Es decir, compuesta por partículas relativistas que se muevan a gran velocidad, como, por ejemplo, los neutrinos. Se sabe que los neutrinos tienen masa, así que si hay suficiente número de ellos podrían explicar la masa que falta en el Universo y que no vemos. Pero no se sabe exactamente cuanta masa tiene cada neutrinos. Los experimentos dedicados a este menester ya han conseguido acotar la masa de loa neutrinos y se espera que pronto se pueda determinar con suficiente exactitud. Sólo hay que esperar a que se tenga suficiente estadística, algo con lo que contaremos en loa próximos años gracias al experimento KATRIN que ya está dando resultados.
Sin embargo, la materia oscura caliente no logra explicar las grandes estructuras que observamos en el Cosmos. Si metemos este tipo de partículas en los modelos no se reproduce lo que vemos. Sólo se reproduce si asumimos que es materia oscura fría. Por esta razón el modelo cosmológico aceptado es ΛCDM o Cold Dark Matter (materia oscura fría), en donde la Λ es la constante cosmológica.
La materia oscura es el ingrediente fundamental de las estructuras de cúmulos de galaxias que vemos. Serían como las semillas gravitatorias a partir de las cuales crecen las galaxias y, por tanto, las estrellas, planetas, etc. Al principio del Universo esta materia se juntaría en forma de halos y filamentos que atraerían el gas de materia ordinaria que formaría estrellas y galaxias. Dada una naturaleza de esta materia oscura obtenemos un tipo de estructura de galaxias concreto. Por esta razón se puede descartas la materia oscura caliente, porque no observamos las estructuras que produciría.
Ahora un grupo de investigadores procedentes de varias instituciones propone una nueva hipótesis que además sería verificable con las observaciones. Se trataría de la materia oscura borrosa. No sería ni la matera oscura fría ni la materia oscura caliente, sino una materia templada con propiedades cuánticas.
Han simulado este tipo de materia oscura y han obtenido una estructura a gran escala que es compatible con las actuales observaciones.
Estas partículas de materia oscura borrosa estaría compuesta por partículas muy ligeras que existirían en gran número. Cada una de ellas tendría una masa 27 órdenes de magnitud menor que la de un electrón en lugar de ser 120 órdenes de magnitud mayor como en el caso de las WIMPs. Al ser templada estas partículas no se moverían muy deprisa.
En las simulaciones del Universo temprano se puede ver que los halos de galaxias serían prácticamente esféricos si la materia oscura está compuesta por WIMPs.
Si se hacen esas mismas simulaciones con materia oscura borrosa estos halos serían diferentes y las galaxias se formarían primero en los filamentos, que, además, parecerían estriados.
Como siempre que se tratan estos temas, hay que recordar que mirar muy lejos significa ver el pasado muy lejano. Si queremos ver los primeros estadios de nuestro Universo sólo hay que mirar lo suficientemente lejos. Pero para ver objetos muy lejanos se necesitan telescopios muy potentes. Ni siquiera el telescopio Hubble integrando la luz de varias semanas es capaz de ver estos primeros estadios. Pero la próxima generaciones de telescopios sí podrá ver esos primeros estadios. Si los nativos hawanianos pseudoecologistas y magufos dirigidos por actores malos no lo impiden, claro.
Por tanto, en un futuro se podrán observar esas primeras estructuras y deducir indirectamente algunas propiedades de la materia oscura. Si las observaciones encajan a la perfección con lo que dicen los modelos de materia oscura templada, entonces las partículas de materia oscura serían mucho más ligeras y abundantes de lo esperado. Aunque también podría encajar a la perfección con lo predicho con la materia oscura fría y dichas partículas serían de tipo WIMP. En este último caso el problema radicaría en poder detectar estas partículas, sobre todo si resultan ser NIMPs o partículas masivas no interactuantes.
Hay pistas que indican que la materia oscura fría quizás no sea la respuesta. Así, por ejemplo, la distribución de materia en las galaxias más pequeñas no encaja bien con lo predicho por los modelos tradicionales.
En sus simulaciones estos investigadores consideraron un universo cúbico de un 3 millones de años luz de ancho con gas en su interior. Se parte de ciertas fluctuaciones de inhomogeneidad tal y como predice la teoría de Big Bang y se deja evolucionar en un computador durante millones de años de tiempo simulado. Se hicieron tanto simulaciones con materia oscura fría como con materia templada, tanto borrosa como no borrosa.
El modelo es distinto al habitual de materia oscura fría y hay que añadir nuevos términos y ecuaciones, entre ellas la de Schrödinger. Al ser las partículas de materia templada tan ligeras, los aspectos cuánticos no se pueden menospreciar y hay que asumir que se comportan más como ondas que como partículas, de aquí el uso de esta ecuación de Mecánica Cuántica y de aquí viene el concepto de borrosa. Además, introducen la ecuación de Poisson que describe cómo estas ondas generan el campo de densidad o, lo que es lo mismo, la distribución de materia oscura y, por tanto, el campo gravitatorio que dará lugar a las galaxias. Luego, basta con añadir cómo se comporta el gas de materia ordinaria en este escenario y cómo se condensa para formar galaxias.
Para la materia oscura fría las simulaciones predecían que las galaxias formaban halos esféricos, así como subhalos. La materia templada generaba las primeras galaxias en filamentos y no formaba subhalos.
Si se considera la matería oscura borrosa entonces se observa, al igual que en el caso anterior, que las galaxias se forman a lo largo de los filamentos. Pero los efectos cuánticos hacen que los filamentos aparezcan estriados, como las cuerdas de un arpa invisible. Esto se debería a la interferencia de naturaleza ondulatoria cuando dos ondas se solapan, por lo que se crea un campo alterno de valles y cimas de concentración de materia oscura subdensa y sobredensa respectivamente.
Estos investigadores esperan proporcionar predicciones detalladas que puedan permitir su contraste con la realidad para cuando el telescopio James Webb entre en funcionamiento un año de estos. Entonces veremos si todo esto tiene sentido, y el asunto de la materia oscura se va aclarando, o si seguimos en un lío.
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Fuentes y referencias:
Artículo original.
19 Comentarios
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miércoles 9 octubre, 2019 @ 8:43 am
Es asombroso que uno o unos pocos actores de poca monta, estrecho cerebro y, seguramente, ansiosos de fama a costa de lo que sea, sean capaces de manejar a una minoría de fanáticos. Por lo visto no son muchos más de mil los que se manifiestan y, según las encuestas, más del 70 % de los nativos está favor de la instalación y alrededor del 77 % de la población total. Pienso que son más importantes estas cifras, pero los dioses son los dioses y ¡vaya con su poder! -si se desea puede escribirse con jota-.
En cuanto a la materia oscura, me pregunto si permea o está separada de la materia ordinaria.
miércoles 9 octubre, 2019 @ 5:34 pm
Haber si alguien puede me explicar, no consigo entender lo siguiente:
Si la MO era anterior a la formación de las galaxias, (parece que se propone, que con sus halos contribuyó a la formación de estas), además que, parece formar parte de todas, y lo que es más llamativo, su influencia gravitacional es cinco veces mayor que la de la MB. ¿Porque, no se manifiesta en nuestra región ¿
Concretamente Nuestro Sistema Solar, sigue con bastante precisión las leyes de Newton y Kepler, donde solamente se tiene en cuenta la MB.
Solo se me ocurre pensar que, caprichosamente estamos en una región privilegiada, libre de su influencia, (como en un claro entre su halo). O que estamos interpretando erróneamente la geometría real de las galaxias, como ya indiqué en otro comentario anterior.
miércoles 9 octubre, 2019 @ 6:44 pm
‘Esto se debería a la interferencia de naturaleza ondulatoria cuando dos ondas se solapan, por lo que se crea un campo alterno de valles y cimas de concentración de materia oscura subdensa y sobredensa respectivamente.’
Entonces esa interferencia es una ‘interferencia constructiva’ pero si fuera ‘destructiva’ ¿qué podría pasar?
Lo peor, la nota pesimista respecto al James Webb ‘cuando entre en funcionamiento un año de estos’.
miércoles 9 octubre, 2019 @ 8:17 pm
Comparando las masas de la partícula propuesta para la materia oscura mo con la del electrón me, resulta que la masa de esa partícula es a la del electrón como la del electrón comparada con el gramo masa grm. O sea, que esa partícula mo pertenecería al submundo atómico elemental del propio universo atómico nuestro. Otro piso en la explicación de la realidad física, donde el electrón fuera el grm y su nueva partícula elemental la mo.
jueves 10 octubre, 2019 @ 12:06 pm
Te envío mi alegría por leerte, querido Lluís. Se te ha echado mucho de menos. Un fuerte abrazo y mi deseo de que no nos abandones durante tanto tiempo.
Había arriesgado yo la cuestión de si la MO permea a la MB. Tanto Eduardo como tu y «petrus» parece que no consideráis esta posibilidad y seguramente tenéis razón, pero si la MO es tan voluminosa que supera en mucho el espacio que ocupa una galaxia, ¿como averiguarlo? De todas formas, en contra de mi sospecha estaría el que parece que hay galaxias que tienen muy poca MO o no la tienen, pero también existe la sospecha de que hay inmensos agregados de MO sin en su volumen.
Un fuerte abrazo para todos.
jueves 10 octubre, 2019 @ 12:11 pm
Al final de mi ´párrafo antes de la despedida quiero decir «… agregados de MO sin MB en su volumen».
Perdón.
jueves 10 octubre, 2019 @ 5:32 pm
Muchas gracias, Tomás. Creo que ahora podré estar más por aquí, pero es que la vida da muchas vueltas y nunca se sabe.
La pregunta que te haces, como indica la nota de Neo, se podría solventar si se fuera capaz de contar la masa de todos los neutrinos.
Si mal no recuerdo, no hay galaxias que no tengan MO. Se encontró una de la que se dijo que no tenía MO, pero luego se descartó.Que mejor, porque de lo contrario sería otro rompecabezas.
Un gran abrazo, Tomás.
viernes 11 octubre, 2019 @ 1:37 am
Los nativos que se oponen al telescopio serán pocos, pero hacen mucho ruido. Pero los que quieren que no se haga allí para que se construya en Canarias son mezquinos, porque es un sitio peor y, por tanto, se lograrían menos descubrimientos como marcadores en exoplanetas.
Los volúmenes implicados son tan grandes que la cantidad que nos toca en el Sistema Solar de MO es ínfima. No afecta a las leyes de Kepler. A diferencia de las teorías MOND, que si afectan a esa escala y otras escalas y es algo que no se observa, luego las MOND no funcionan. Nadie cree ya en las MOND.
El James Webb acumula retrasos, por lo tanto se lanzará un año de estos. No es una apreciación personal, es un hecho.
No hay galaxias sin materia oscura. La que se propuso se ha descartado como tal.
viernes 11 octubre, 2019 @ 5:04 pm
Estimado Neo. En principio no me convence la explicación:” Los volúmenes implicados son tan grandes que la cantidad que nos toca en el Sistema Solar de MO es ínfima”.
Entiendo que, si nuestra galaxia tiene la misma curva de distribución de velocidad orbital de sus estrellas que las exteriores galaxias observadas, entonces es confiable pensar que nuestro Sol también es afectado por la MO en su órbita galáctica (a no ser que siga una órbita especial).
Como este no se desgarra del conjunto de los componentes de su sistema, y el sistema como un todo mantiene las leyes de Kepler no entiendo porque la MO no debería influenciar también individualmente a los componentes de este, modificando por tanto estas leyes.
¿Cabe a posibilidad de que la MO, solo interactúe con las estrellas ¿
Debe haber alguna explicación más detallada que no alcanzo a entender.
sábado 12 octubre, 2019 @ 12:17 am
Recuerdo que estuve charlando con Dr. Thriller sobre la hipotética galaxia sin materia oscura. Muchas gracias por la aclaración, muy querido Neo.
sábado 12 octubre, 2019 @ 9:55 am
Amigo Eduardo: Podría ser que la MO fuese más densa en el halo y disminuyese conforme se acerca a la galaxia que sea y fuese mínima en su interior, especialmente en su centro. Eso tendría alguna concordancia con lo que se ha dicho de la posibilidad de la formación de MB a partir de MO. Ahora bien, si eso fuese asi, quizá debiera suceder que las galaxias más viejas tuviesen más MB en relación con su MO.
sábado 12 octubre, 2019 @ 2:05 pm
Amigo Tomás: Entiendo que planteas que el halo de MO estaría en su mayor parte y densidad fuera da galaxia, como que envolviéndola. Creo que, si fuese así, también seria allí donde se concentraría la mayor parte de la MB, dejando el centro prácticamente vacío. Parece que ocurre justamente lo contrario, o sea la mayor densidad de MB está en el centro de las galaxias, incluido su AN.
Por mas vueltas que le doy a ideas para justificar la falta de manifestación de la MO en nuestro sistema solar, no encuentro ninguna que me convenza. Seguramente estoy obsesionado con la idea de que la geometría real de las galaxias es en forma de paraboloide, bastante diferente de la imagen ficticia que registramos (con la radiación por ellas emitidas), por causa de la fuerte deformación que el Espacio -Tiempo tiene en su interior.
Esta deformación torcería la trayectoria de la radiación emitida por las estrellas en el interior de la galaxia, haciendo que las registremos fuera de su posición real (efecto de lente gravitacional). Un fenómeno algo parecido como el de la refracción de una regla parcialmente sumergida en un cubo de agua.
Para a quien le interese, sigue el enlace donde esta idea está mas detallada y con dibujos.
https://palultda393.wixsite.com/misteriodeltiempo
Si esta idea es correcta, no se precisa de la MO para entender el comportamiento de las velocidades en las galaxias.
domingo 13 octubre, 2019 @ 10:46 am
Amigo Eduardo: Yo no creo que sea tal como dices, sino que la galaxia, más pesada -algo así como se distribuyen los materiales en al Tierra, los más densos en el centro y los más ligeros en la periferia- ocupa el centro de una gran burbuja de MO que envuelve a la galaxia y, en el interior de esta, la presencia de MB es mucho mayor que la de MO. Por eso digo que ha de ser superior la densidad de MO en el halo, pero sacas una conclusión que no me parece correcta. Una prueba de ello sería que el Sistema Solar pueda tratarse con las leyes de Newton.
Por cierto que ya no recordaba que en la página que recomiendas salgo yo por ahí. Y, ciertamente, las consideraciones que expones me parecen muy inteligentes. No me importaría seguir tratando sobre ello, pero me extraña que no hayas respondido a Niceto. Lo que me sucede es que no sé manejarme en ese contexto. Ni siquiera recuerdo cómo lo hice la vez anterior.
domingo 13 octubre, 2019 @ 2:15 pm
Querido Tomás: Aunque estoy convencido de que no existe la MO, creo que es interesante que continuemos esta discusión (como si existiese), pues en esta (y otras discusiones) aparecen puntos de vista diferentes que nos obligan a pensar detenidamente en ellos, lo que siempre enriquece. El problema es que estamos abusando de la comprensión y paciencia de Neo, que lógicamente debe cuidar de la calidad de la página. Cuando nuestro nivel de dialogo sea insuficiente para la calidad de esta, es solo avisar que lo acepto sin problema.
Volviendo al tema de la bolla de MO que propones.
La única propiedad que conocemos de la MO es su comportamiento gravitatorio (creo que su manifestación es cinco veces más intenso que el correspondiente a la MB).
Si este comportamiento es similar al del campo gravitatorio, y suponiendo la bolla de MO esférica, la gravedad (debida a la MO) en su centro debe ser nula, (similar a lo que sucede en el centro de la Tierra por su MB). Entonces, debe ser menor la concentración de MB en el centro de la bolla de MO. O sea, la MB tendería a concentrarse en la periferia de la bolla.
Si además la bolla de MO tiene momento angular con respecto a un eje que pase por su centro, la distribución de MB debe tender a un disco.
Suponiendo que la bolla de MO tenga también momento lineal (por estar dirigiéndose hacia algún cumulo galáctico, este disco creo que se estirará en forma de muelle cónico.
Vuelvo a caer en la idea de que la geometría de las galaxias debe ser la de un vórtice cónico, donde la mayor parte de su MB estaría en la periferia del vórtice (algo parecido a lo que sucede en los vórtices de los huracanes). La relación entre la atura del vórtice y su diámetro estará determinada por la relación entre su momento angular y lineal. El tamaño de esta relación no se calcular, ni tengo lo datos pertinentes.
Con respecto al enlace, en la materia sobre Números Primos, sí que están las respuestas a Niceto, para verlas, después de pinchar en el titulo de la entrada y abrir este, rueda hasta el final de la página, espera un poco que allí van a aparecer los comentarios y las respuestas a cada uno.
Un fuerte abrazo.
lunes 14 octubre, 2019 @ 11:39 am
Querido Eduardo: Pienso que a Neo no solo no le molesta que comentemos y elucubremos sobre los artículos que nos propone, sino que le parece bien. Lo digo porque, en una ocasión, hizo una excepción porque le parecía bien que se llegase a los cien comentarios, lo que no había sucedido nunca. Posiblemente se lea cuanto aquí escribimos, pero no lo sé. Lo que sí está claro es que, de cuando en cuando, pone -para mí con mucho acierto, mesura y sabiduría, (tanta que provoca mi admiración)- las cosas en su sitio. Así que no creo que debas preocuparte por eso.
Supones muchas regularidades que no tienen por qué serlo. Por ejemplo que la forma del continente de MO sea perfectamente esférica. Tampoco la galaxia que sea es un punto. (Por ejemplo el máximo valor de la gravedad en la Tierra se da en la superficie del núcleo). Tampoco sabemos si el conjunto del halo-galaxia se mueve como un todo en su rotación, tal como en la Tierra sucede, que el núcleo gira algo más rápido que el resto.Por otra parte, el que la MO constituya un % bastante mayor que la MB en el universo no implica que su densidad -Masa/Volumen- sea mayor, solo que habiendo mucha más, sus efectos gravitatorios son mayores. Y, desde luego nunca he tenido noticia de que la MB estén en el exterior del halo, sino que este envuelve a la galaxia. En cuanto a tu imagen de un muelle cónico, eso sería si eso se moviese rozando contra algo, pero si no es así, se trasladará sin deformarse.
Habrá que esperar a que los científicos dedicados a ese tema nos den su opinión para lo que quizá necesiten de esos nuevos aparatos que deseamos tarden lo menos posible en tener a su disposición.
Respecto a los primos, me estoy tomando un largo descanso porque acabé con la cabeza hecha una madeja de líos. Cuando me considere capaz ya volveré.
Un fuerte abrazo.
lunes 14 octubre, 2019 @ 2:04 pm
Querido Tomás:
Claro que mucho de lo que digo son suposiciones, hasta los más entendidos muy poco conocen sobre a MO. Entonces puestos a suponer, más fácil es usar figuras geométricas.
Vamos por partes: Aunque el núcleo de la Tierra es mas denso que la periferia, continúo defendiendo, que en su centro la gravedad es nula. Si su densidad fuese homogénea, la máxima gravedad seria en la superficie. Como dices, puede ser que debido a la mayor densidad del núcleo esta se sitúe en la superficie del núcleo.
De acuerdo que el conjunto MO y MB de la galaxia no debe moverse como un todo, pues claramente se observa, que por lo menos la MB en la galaxia se mueve con velocidad angular diferente, tanto mayor cuanto más próxima de su centro. Esto parece notarse especialmente en su centro (disco de acreción del AN), que por rozamiento-calentamiento-emite alta radiación.
De lo que particularmente no tengo dudas, es que el conjunto MO-MA debe moverse para que surja gravedad, no puede haber gravedad sin movimiento, y esto no lo estoy inventando yo, creo que fue Jhon Wheeler, de la escuela de Einstein quien cuño la frase” El espacio dice a la materia como esta debe moverse, y la materia dice al espacio como este debe deformarse”. O sea, Espacio-Tiempo y materia forman una dupla inseparable, son como las dos caras de una moneda, uno no puede existir sin el otro.
Lo que tengo muy claro, es que el Espacio-Tiempo de la TRG, no puede ser únicamente un espacio abstracto-matemático-sin energía. Por muy bella que sea su formulación geométrica, esta no puede actuar físicamente sobre los objetos materiales de Nuestro Universo. Por tanto, este Espacio Tiempo Geométrico, es la representación abstracta de un Campo Sustancial Real. Algo parecido con el antiguo Éter. Particularmente lo identifico con la Energía Oscura.
También tengo claro que este Campo debe estar compuesto por infinidad de elementos reales, (materiales) configurando algo como una Nube de Gas Perfecto en expansión. Claro que el tamaño de estos elementos estamos lejos de poder descubrir con nuestros instrumentos actuales.
Entonces cualquier cosa material que se mueva en este fluido, interactúa con él-y viceversa-provocando su deformación (alterando la velocidad media estadística de sus elementos) en la región próxima). Esto modifica el equilibrio dinámico del fluido en esta región, haciendo que se cree una depresión en sus proximidades. (ver teorema de Bernoulli sobre equilibrio dinámico en sistemas fluidos).
Me atrevo a asegurar que la misteriosa fuerza gravitatoria de Newton, no es alguna cualidad mística de la materia, sino la depresión causada en el seno de este campo (Energía Oscura) por el movimiento de la materia en él.
Es por eso que defiendo que la galaxia como un todo, con su Momento Angular y Lineal, (de translación) deforma este Campo en forma vórtice (Muelle cónico). Que por su vez provoca la depresión que mantiene conexa la Galaxia.
Un fuerte abrazo.
lunes 14 octubre, 2019 @ 5:23 pm
Eduardo Rincón López:
A los demás nos gustaría tener las cosas «tan claras». Lamentablemente sus ideas no tienen soporte en la actual Física.
lunes 14 octubre, 2019 @ 5:47 pm
Reconozco que estas ideas son muy especulativas. El que estén claras para mí, no garantiza que sean correctas. El manifestarlas es por si tienen algún aprovechamiento, aunque mínimo. También para mantener discusión sobre estos temas.
martes 15 octubre, 2019 @ 6:17 pm
Bien, ya vemos que Neo se lo lee todo. A mí me gustaría saber dos cosas: si la MO permea la MB y si la MO, por presión quizá puede transformarse en MB.