¿Y si la materia oscura no existiera realmente? Nueva teoría “antigravitatoria”


La misteriosa sustancia conocida como materia oscura puede ser en realidad una ilusión creada por la interacción gravitacional entre partículas de corta vida de materia y antimateria, según un nuevo estudio.

Se cree que la materia oscura es una sustancia invisible que representa casi una cuarta parte de la masa del universo. El concepto fue propuesto por primera vez en 1933 para explicar por qué el exterior de galaxias en los cúmulos de galaxias orbitan más rápido de lo que deberían, sobre la base de masa de las galaxias visibles.

En las velocidades observadas, las galaxias exteriores debían ser lanzadas al espacio, ya que los cúmulos no parecían tener la masa suficiente para mantener las galaxias unidas gravitacionalmente en sus bordes.

Lo que los físicos propusieron es que las galaxias estaban rodeadas de halos de materia invisible. Esta materia oscura proporciona la masa extra, que a su vez crea el campo gravitatorio suficiente para mantener los grupos juntos.

En el nuevo estudio, el físico Dragan Hajdukovic de la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN) en Suiza propone una explicación alternativa, basada en algo que él llama “polarización de la gravedad del vacío cuántico”.

El vacío cuántico es el nombre dado por los físicos a lo que vemos como un espacio vacío.

Según la física cuántica, el espacio vacío no está realmente tan vacío, sino que es un mar hirviente de partículas y antipartículas virtuales constantemente entrando y saliendo de la existencia.

Las partículas de antimateria son diametralmente opuestas a las partículas de materia normal. Por ejemplo, un antiprotón es una versión de carga negativa de un protón de carga positiva, uno de los componentes básicos del átomo.

Cuando la materia y la antimateria colisionan, se aniquilan en un destello de energía. Las partículas virtuales creadas espontáneamente en el vacío cuántico aparecen y desaparecen con tanta rapidez que no pueden observarse directamente.

En su nuevo modelo matemático, Hajdukovic investiga qué pasaría si la materia y la antimateria virtual no sólo fueran contrarios eléctricos, sino también opuestos gravitacionales, una idea que algunos físicos ya han propuesto anteriormente.

“La física habitual supone que hay un solo cargo gravitacional, mientras que yo he asumido que hay dos cargas gravitatorias”, dijo Hajdukovic.

De acuerdo con su idea, tal y como se indica en el último número de la revista Astrophysics and Space Science, la materia tiene una carga gravitatoria positiva y la antimateria una carga gravitatoria negativa.

Eso significaría que la materia y la antimateria son gravitatoriamente repulsivas, de modo que un objeto hecho de antimateria sería “lanzado habia arriba” en el campo gravitacional de la Tierra, que está compuesto de materia normal.

Las partículas y antipartículas podría chocar, sin embargo, ya que la repulsión gravitacional sería más débil que la atracción eléctrica.

Si bien la idea de la antigravedad de partículas puede parecer exótica, Hajdukovic dice que su teoría se basa en inquilinos bien establecido en física cuántica.

Por ejemplo, es bien sabido que las partículas pueden unirse para crear un dipolo eléctrico, con partículas de carga positiva en un extremo y partículas con carga negativa en el otro.

Según la teoría, hay un sinnúmero de dipolos eléctricos creados por partículas virtuales en cualquier volumen del vacío cuántico.

Todos estos dipolos están orientadas al azar, como una brújula llena de inumerables agujas que apuntarían a cualquier lado. Pero si la forma de dipolos en presencia de un campo eléctrico existente, inmediatamente se  pueden alinear en la misma dirección que el campo.

Según la teoría cuántica de campos, este ajuste repentino de dipolos eléctricos, llamada polarización, genera un campo eléctrico secundario que se combina y refuerza  el primer campo.

Hajdukovic sugiere que un fenómeno similar ocurre con la gravedad. Si la materia y antimateria virtual tienen distintas cargas gravitacionales, entonces se generarían dipolos gravitacionales orientados al azar en el espacio.

Si estos dipolos gravitacionales se formarían cerca de una galaxia, un objeto masivo con un fuerte campo gravitatorio, los dipolos se polarizarían.

Esta polarización generaría un campo gravitacional secundario que se combinaría  y fortalecería el campo gravitacional de la galaxia.

“Mi teoría hace el campo gravitacional de una galaxia más fuerte, sin materia oscura”, dijo Hajdukovic.

El físico David Evans calificó el nuevo estudio como “un ejercicio teórico muy interesante”, pero dijo que no está dispuesto a abandonar la idea de la materia oscura todavía.

“La evidencia de materia oscura es ahora muy convincente”, dijo Evans, de la Universidad de Birmingham, quien encabeza el equipo del Reino Unido de ALICE, un experimento del Gran Colisionador de Hadrones del CERN .

Por ejemplo, en 2006 los astrónomos dieron a conocer una foto de dos galaxias en colisión conocido como el Cúmulo Bala , que supuestamente mostraba la separación de la materia de la materia oscura.

Un efecto similar se observó en el grupo Pandora a principios de este verano, dijo Evans, quien no participó en el estudio.

Hajdukovic dijo que se está ampliando actualmente su teoría para dar cuenta de estas observaciones. Sus cálculos preliminares, dijo, indican que  “lo que se observa en el Cúmulo Bala, y más recientemente en el grupo Pandora puede ser entendida en el marco de la polarización de la gravedad del vacío cuántico”.

CERN físico Michael Doser se muestra de acuerdo en que las ideas de Hajdukovic son “poco ortodoxas”, pero no descarta inmediatamente la nueva teoría.

“La visión tradicional adolece de la falta de una partícula de materia oscura detectada; así que explorar una amplia gama de posibilidades es en este momento perfectamente legítimo, siempre y cuando sean compatibles con todos los datos”, asegura Doser.

Doser es miembro del experimento del CERN, AEGIS, cuya finalidad es medir la carga gravitacional del anti-hidrógeno, la versión de antimateria del hidrógeno, por lo que sería posible si la materia y la antimateria fueran realmente gravitatoriamente repulsivas.

“En pocos años,” dijo Doser, “sin duda debemos estar en condiciones de confirmar o refutar la hipótesis de Hajdukovic.”

Autor: Ker Than

Enlace original: Dark matter an illusion, new antigravity theory says

 

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