La gravedad sin masa es posible… al menos sobre el papel: ¿es tiempo de la física sin materia oscura?

Un científico de la Universidad de Alabama afirma haber encontrado una prueba de que la gravedad puede existir sin necesidad de masa. Mediante la solución de una ecuación, el físico sostiene que es posible concebir un universo donde el concepto de materia oscura no es tan crucial.

Richard Lieu, profesor de Física y Astronomía, propone que las galaxias y las estructuras cósmicas pueden estar contenidas en sí mismas debido a la presencia de “imperfecciones” en el tejido del universo. Estas zonas surgieron a raíz de un evento en el que la materia cambió radicalmente de un estado a otro (una transición de fase). Dichas estructuras anómalas son denominadas “defectos topológicos” en el campo de las matemáticas.

“Los defectos 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”, aclara Lieu.


JADES-GS-Z14-0 no solo es la galaxia más lejana descubierta, también es supermasiva y muy brillante. Sin embargo, no debería de existir en el universo primitivo.


De acuerdo con comunicado de la Universidad de Alabama, el científico llevó a cabo un ejercicio matemático en el que intentó resolver la ecuación de Poisson, una de las fundamentales para explicar el universo; consideró los “defectos topológicos” como punto de partida. El ejercicio obtuvo un resultado (en papel) que describe un campo gravitacional capaz de impulsar una rotación plana, similar al movimiento en espiral de las galaxias, sin necesidad de masa. Además, esta hipotética región tiene la capacidad de desviar la luz que viaja en el universo, un fenómeno óptico que los astrónomos usan para estudiar las estrellas más distantes.

¿Dónde está toda la materia oscura?

El movimiento de las galaxias resulta contraintuitivo. Según los astrónomos, no existe una forma en la que puedan mantener su estructura y cohesión solo con la materia visible que los telescopios pueden detectar. En otras palabras, a pesar de estar compuestas por cientos de miles de millones de estrellas, la región no acumula suficiente masa para generar una estructura en la que todo se agrupe por efecto gravitatorio, gire sobre sí misma y se desplace por el universo sin perder su forma.

Para abordar este enigma, la ciencia ha propuesto el concepto de materia oscura. Este término se refiere a una o varias partículas hipotéticas que no interactúan con el espectro electromagnético (por lo tanto, son indetectables por los instrumentos convencionales), y que, sin embargo, contribuyen a la masa total del universo. La proporción de materia oscura, estimada en un 70% del total de partículas en el universo, podría explicar de manera sencilla por qué existen estructuras cósmicas que parecen estar “pegadas”. En esencia, la materia oscura actúa como el “pegamento” que mantiene unidas a las galaxias y a todo lo demás.

Sin embargo, desde que se propuso el concepto por primera vez en 1932, los astrónomos no han logrado localizarla directamente. Actualmente, su presencia se infiere mediante métodos indirectos, como el estudio del giro de las galaxias, la intensidad de la luz en lentes gravitacionales o el mapeo de las estrellas.

Romper el Status Quo

La ausencia de descubrimientos contundentes en torno a la teoría de la materia oscura fue la razón principal por la que Richard Lieu exploró otras posibles soluciones matemáticas al enigma de la gravedad sin masa. Según sus cálculos, es posible un “pegamento cósmico” sin necesidad de asumir que el universo está repleto de partículas fantasma. Esto implica considerar deformaciones topológicas derivadas de las primeras etapas del universo.

“Mi propia inspiración provino de mi búsqueda de otra solución a las ecuaciones del campo gravitacional de la relatividad general, cuya versión simplificada, aplicable a las condiciones de las galaxias y cúmulos de galaxias, se conoce como ecuación de Poisson, que proporciona una fuerza de gravitación finita. En ausencia de masa detectable, esta iniciativa está impulsada a su vez por mi frustración con el status quo, es decir, la noción de la existencia de materia oscura a pesar de la falta de evidencia directa durante todo un siglo”, afirmó el catedrático.

El artículo de Lieu, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, asegura que su propuesta no invalida la hipótesis de la materia oscura. Aunque no hay suficiente evidencia para afirmar que la gravedad sin masa es posible, las matemáticas del profesor al menos ofrecen una forma de mitigar la necesidad de una teoría que invoque partículas indetectables.

Esta información pertenece a su autor original y se encuentra disponible en: https://es.wired.com/articulos/la-gravedad-sin-masa-es-posible-al-menos-sobre-el-papel-es-tiempo-de-la-fisica-sin-materia-oscura

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