La gravedad sin masa es una nueva explicación del fracaso en encontrar materia oscura

Una nueva explicación de por qué no se ha encontrado materia oscura sugiere que no existe. En cambio, el autor cree que hemos entendido mal la gravedad. No es el primero en sugerir esto, pero la nueva propuesta, la de una gravedad sin masa que surge de defectos topológicos en el espacio-tiempo, es particularmente novedosa.

La materia oscura se propuso por primera vez en 1932, basándose en la observación de que las galaxias se mueven de manera consistente con que su masa sea mayor que la suma de sus estrellas y gas. Lo que comenzó con unas cuantas mediciones asombrosas ha florecido. Las explicaciones simples, como no contar las estrellas, ciertamente han fracasado.

Se ha propuesto una amplia gama de opciones sobre la composición de la materia oscura, desde agujeros negros primordiales hasta partículas subatómicas. Hasta ahora no hemos encontrado ninguno, excepto planetas rebeldes y agujeros negros de masa estelar. Lo cual sólo puede representar una pequeña fracción del uno por ciento de lo que falta.

Esto ha llevado a algunos físicos a preguntarse si estamos equivocados. Tal vez no haya materia oscura, en cambio, La gravedad funciona de manera diferente A escalas mayores de lo que pensamos. Una versión de esto, conocida como dinámica newtoniana modificada (MOND), ha recibido bastante atención, pero ha demostrado ser más popular entre los comentaristas en línea que entre los físicos, quienes generalmente la consideran altamente improbable.

El profesor Richard Liu, de la Universidad de Alabama en Huntsville, ha profundizado en esta situación con su propia interpretación de la gravedad, que, según él, puede existir sin masa. Si tiene razón, cambiaría gran parte de la cosmología, convirtiendo la búsqueda de materia oscura en una desviación científica vergonzosa, como el flogisto. Sin embargo, todavía queda un largo camino por recorrer antes de que sea ampliamente tratado como plausible, y mucho menos como posible.

Liu sugiere que surgieron defectos topológicos en el espacio-tiempo poco después del Big Bang.

«Los efectos topológicos son regiones del espacio muy compactas con una densidad de materia muy alta, generalmente en forma de estructuras lineales conocidas como cuerdas cósmicas, aunque también son posibles estructuras bidimensionales, como capas esféricas», dijo Liu en su investigación. declaración.

“Las capas en mi artículo consisten en una delgada capa interna de masa positiva y una delgada capa externa de masa negativa; la masa total de ambas capas, que es todo lo que se puede medir en términos de masa, es exactamente cero, pero cuando la «La estrella está en esta capa y está sometida a una gran fuerza gravitacional que la atrae hacia el centro de la corteza».

La fuerza aquí tendrá una fuerza igual a la inversa de la distancia, no a la inversa del cuadrado de la distancia aplicada según la ley de gravitación de Newton. No se ha demostrado si esto es físicamente posible, pero Liu afirma haber demostrado que funciona matemáticamente.

Liu sugiere que cuando la luz pasa por un objeto como una galaxia en lentes gravitacionales, se dobla ligeramente hacia adentro al pasar a través de estas capas. Sería difícil distinguir esta curva de lo que sucedería si hubiera más masa tirando de ella. Lo mismo se aplica a los movimientos de la estrella alrededor del centro del cúmulo galáctico.

Dado que estos dos fenómenos, señala Liu, son la base de nuestra confianza en la existencia de materia oscura, un proceso alternativo para ambos haría innecesaria la materia oscura.

Por otro lado, la idea de proyectiles con masa positiva y negativa en cada lado no está igualmente probada y es muy difícil explicar por qué existen.

Liu sugiere que la creación de estos defectos estaba relacionada con una «transición de fase cósmica» en el universo temprano, donde la materia en todo el universo experimentó un cambio de estado.

«Mi inspiración vino de mi búsqueda para encontrar otra solución a las ecuaciones del campo gravitacional en la relatividad general», dijo Liu. Esto podría dar «una fuerza gravitacional limitada en ausencia de cualquier masa detectable».

La propuesta de Liu requiere varias cosas de las que no tenemos evidencia directa, no solo una, como en el caso de la materia oscura. El mismo investigador admite: «Actualmente no está claro qué forma exacta de transición de fase en el universo podría conducir a defectos topológicos de este tipo».

Se han sugerido algunos pasos posibles, por ejemplo, que los proyectiles alguna vez fueron planos rectos o cuerdas que se enrollaron. Sin embargo, actualmente todo esto parece casi ad hoc como Epiciclos Los astrónomos ptolemaicos explicaron las órbitas de los planetas.

Sin embargo, en defensa de su hipótesis, Liu podría señalar que la idea es lo suficientemente nueva como para que nadie haya buscado pruebas adecuadas. Por otro lado, se han dedicado miles de millones de dólares y algunas de las mejores mentes de nuestra generación a la búsqueda infructuosa de la materia oscura.

«Esta iniciativa, a su vez, está impulsada por mi frustración con el status quo, es decir, la idea de que la materia oscura existe a pesar de la falta de evidencia directa durante todo un siglo», añadió Liu.

«Por supuesto, la disponibilidad de una segunda solución, aunque sea muy sugerente, no es en sí misma suficiente para desacreditar la hipótesis de la materia oscura; en el mejor de los casos, podría ser un ejercicio matemático interesante», concluyó Liu. Evidencia de que la gravedad puede existir sin masa”.

La propuesta fue publicada en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.