gravedad

¿Existe la materia oscura, o no?

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gravedadUna nueva teoría de gravedad se ha probado recientemente, esta pondría en duda la relatividad general y la aceptación general entre los astrónomos de la existencia de la materia oscura. Esta es necesaria para la concordancia con las observaciones pero nunca ha sido observada, ¿en qué consiste todo esto?

La expansión debida al Big-Bang y la fuerza gravitatoria compiten entre si desde hace unos 13800 mda. La primera fuerza es expansiva y la segunda constrictiva, ambas ejercen su influencia sobre la materia existente en el Universo y dependiéndo de cual predomine entonces se tendrá una expansión o una contracción de ella (más info en  “La geometría y el Universo”).

Materia oscura

Es algo completamente diferente a la materia ordinaria que todos conocemos y aunque diferente, no se sabe como es ya que nunca se ha detectado, pero es un componente crucial para las teorías astronómicas modernas.

materia oscura

La convicción de la existencia de esta materia se produjo en 1930 cuando Fritz Zwincky estudiaba el movimiento de las galaxias del cúmulo de Coma a 320 mdal. Estas galaxias giran alrededor unas de otras y debido a ello deberían de salirse del cúmulo ya que la gravedad no podría ser lo suficientemente fuerte para mantenerlas unidas. Zwicky postuló que tenía que haber más materia oculta en algún lugar de las galaias que aportaran la gravedad que faltaba, sin embargo no logró detectarla.

velocidad orbital

Los físicos de partículas apoyaban la existencia de aglomeraciones de partículas  que eran tan distintas a la materia normal que si existía generaría la gravedad necesaria pero  no intereccionaría con la materia normal. Haciendo cálculos hallaron que esta nueva materia debía ser 80%-85% de la materia existente, mientras que la materia ordinaria sería 15%-20%.

Gravedad

La teoría de la relatividad general de Einstein proclama la gravedad como el resultado de la curvatura del espacio-tiempo producida por la materia. La otra teoría de gravitación es la archiconocida de Newton, donde dos cuerpos se atraen en relación a sus masas y el inverso de su distancia al cuadrado, pero esta falla en campos gravitatorios fuertes donde hay que aplicar en su lugar la de Einstein pero manteniendo la existencia de materia oscura.

En 1981, Mordebai Milgrom ropuso una modificación de la teoría de gravitación de Newton para poder explicar la rotación de las galaxias sin tener la necesidad de introducir una nueva (e invisible) partícula, esta se llama “dinámica newtoniana modificada” (MOND, en inglés). Se basa en considerar que poor debajo de cierto valos de aceleración en vez de disminuir de fora inversamete proporcional al cuadrado de la distancia, disminuye más letamente; solo inversamente proporcional.

mond

Para demostrar la existencia de materia oscura, los astrónomos utilizan la técnica “lente gravitacional débil” basada en la curvatura del espacio de la relatividad general. Buscan un cúmulo de galaxias cercano que genere una gran curvatura en el tejido espacial debido a su masa y luego observan a través del cúmulo la luz de objetos distantes. La luz al pasar por el cúmulo se desviará por la curva creada, cartografiando estos desvíos se puede determinar la curvatura. Si la curvatura es mayor a la esperada debido a la materia ordinaria se puede explicar invocando a la materia oscura pero también se puede explicar por la corrección MOND.

Nuevos datos

Un equipo de físicos dirigido por Margot Brouwer ha probado una nueva teoría de la gravedad ideada por el físico Verlinde, basado en MOND. El equipo ha medido la distribución de la gravedad en 33000 galaxias y estas son concordes con las distribuciones conocidas. Aunque podrían explicarse con la materia oscura, esta es un parámetro a ajustar con la observación realizada cuando la teoría de Verlinde la predice directamente sin introducir nada a posteriori.

 

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