FORTALECE NUEVO ESTUDIO LAS IDEAS DE GRAVEDAD MODIFICADA
· La investigación de
Xavier Hernández Doring muestra el límite de validez de la Gravedad Estándar de
Newton y Einstein en el régimen de bajas aceleraciones, lo que elimina la
justificación astrofísica para la existencia de la materia oscura
·
En el trabajo se analizaron los más
recientes datos del satélite europeo GAIA de la ESA, estudiando mediciones de
estrellas binarias abiertas en la vecindad solar
Uno de los problemas
abiertos más grandes de la astrofísica actual es el de la existencia o no de la
llamada materia oscura, un planteamiento teórico que supone que esta constituye
más de 90 por ciento de la materia del Universo. “Pero nadie la ha podido
detectar directamente, pese a tremendos esfuerzos por encontrarla desde hace
varias décadas”, sostuvo el astrónomo Xavier Hernández Doring, investigador del
Instituto de Astronomía de la UNAM.
Con un nuevo
estudio, en el cual utilizó mediciones entre estrellas binarias abiertas
ubicadas en la vecindad solar y los últimos datos provenientes del satélite
GAIA de la Agencia Espacial Europea (ESA), el científico y sus colaboradores
demostraron que:
Al medir este tipo
de estrellas que se encuentran en el régimen de bajas aceleraciones, los
movimientos relativos de estas estrellas no obedecen a las predicciones de
Teorías Estándar de Gravedad (Newton y Einstein, que a las bajas velocidades de
estos sistemas coinciden), sino que siguen las expectativas de esquemas de
gravedad modificada, un grupo de propuestas que tratan de explicar los
fenómenos físicos sin recurrir al argumento de la materia oscura, los cuales se
han ido fortaleciendo a lo largo de los últimos 40 años.
El estudio fue
publicado hace unas semanas en la revista científica Monthly Notices of
the Royal Astronomical Society (MNRAS, por sus siglas en inglés).
El debate
“El problema
general es que cuando se observa la dinámica de galaxias y de sistemas más
grandes que galaxias, la manera en que se mueven estos objetos no cuadra con
las expectativas de las teorías de Gravedad Estándar de Newton y de Einstein.
Vemos cuánta materia (de la que nos consta que existe) hay en estos sistemas y
cómo se mueven, pero esos movimientos no están de acuerdo con las expectativas
de la Teoría de Gravedad Estándar”, explicó.
Añadió que si vemos
el Sol, y órbitas de planetas alrededor de él, o a estrellas que están cerca
una de otra, “tenemos una inferencia de cuánta masa hay. Dada la cantidad de
luz que emiten, sabemos cuánta masa tienen y vemos cómo se están moviendo”.
Para objetos
pequeños (a nivel astronómico) estas mediciones funcionan bien, pero cuando se
estudian galaxias (conjuntos de gases, polvo y miles de millones de estrellas y
sus sistemas solares) resulta que se mueven como si hubiera más materia, bajo
una interpretación de Gravedad Estándar.
“Lo más común es
decir que existe mucha más materia de la que vemos, es una hipótesis ad
hoc, un parche que se introduce para forzar el acuerdo entre las
observaciones y una teoría, cuando es una realidad que la observación está en
desacuerdo con la teoría; no coinciden”, subrayó el investigador.
El astrónomo dijo
que, con grandes sistemas de objetos, es necesario imponer el argumento de la
materia oscura, e imaginarse que existe más materia de la que se ve. “Este
postulado surge para forzar el acuerdo entre una teoría y una observación. En
décadas, nadie nunca ha detectado una sola partícula de materia oscura”.
Eso, y una serie de
fallas en el esquema Estándar, han dado pie a que algunos científicos empiecen
a considerar una opción alternativa que sostiene que a esos niveles de galaxias
la gravedad funciona de distinta manera de lo que predicen las teorías.
“Fueron
desarrolladas de manera muy local, y la medición de otras galaxias está muy
distante del régimen de aceleraciones en el que hemos probado la gravedad.
Nadie ha realmente hecho un experimento a esas escalas para determinar que la
gravedad se está comportando de cierta manera”, abundó.
La propuesta
alternativa, llamada genéricamente Gravedad Modificada, sostiene que la
gravedad a esas escalas de aceleración funciona de manera distinta. “Decidir
entre ambas es difícil, porque las dos ideas pueden explicar los datos a
escalas muy grandes, solamente que la alternativa explica muy bien lo que se
ve, mientras la tradicional introduce la materia oscura donde haga falta”,
señaló.
Hace 12 años, Hernández
Doring se planteó buscar un sistema de bajas aceleraciones, que estuviera en el
régimen de aceleraciones donde aparece esta anomalía gravitacional, pero que no
tuviera nada que ver con galaxias, que estuviera cerca de nosotros.
Encontró que
estrellas binarias en la vecindad solar, muy chiquitas y separadas entre sí, en
el régimen de aceleraciones bajas, también se hallan en el régimen de
aceleraciones bajas.
“En ese tiempo
utilizamos el satélite Hipparcos, de la ESA, que tenía los mejores datos para
este tipo de estudios, pero estos tenían una gran cantidad de ruido que hacían
muy difícil llegar a una conclusión definitiva”, apuntó.
En el nuevo
estudio, el científico y sus colaboradores recurrieron al satélite GAIA,
también de la ESA, y mostraron en 2022 que existe esta falla en la gravedad.
“El catálogo del satélite se ha ido mejorando y nos permite tener información
más limpia de las estrellas binarias. Nos permite asegurarnos, con alta
precisión, que estudiamos un catálogo de estrellas binarias puras, sin
contaminación cinemática. Tenemos datos de muy alta calidad”, aseguró.
El análisis de
estas estrellas binarias, cercanas a nuestro Sistema Solar, también mostró las
mismas divergencias en los datos con respecto a la Gravedad Estándar. “El
artículo recién publicado es importante porque demuestra con gran precisión que
existe un límite de validez a las Teorías de Gravedad Estándar, y que estas no
aplican a las escalas donde se les usa para plantear la existencia de la
materia oscura”, reiteró.
Los resultados de
estos estudios han sido confirmados independientemente por uno reciente
publicado por el astrofísico coreano Kyu-Hyun Chae, de la Universidad Sejong de
Corea del Sur, en la revista The Astrophysical Journal.
Para más
información sobre este tema se pueden consultar las siguientes ligas:
Primer artículo
proponiendo probar la ley de gravedad usando binarias abiertas:
Hernández et al.
(2012) EPJC 72,
1884 https://link.springer.com/article/10.1140/epjc/s10052-012-1884-6
Artículo reciente
usando GAIA para mostrar la falla en las teorías estándar de gravedad con
binarias abiertas:
Hernández et al. (2022) MNRAS 509,
2304 https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/509/2/2304/6412540?redirectedFrom=fulltext
Artículo
independiente confirmando esta falla en la gravedad:
Chae (2023) ApJ 952, 128 https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ace101
Artículo recién
publicado usando el más reciente catálogo GAIA y la muestra más limpia de
binarias abiertas hasta ahora, mostrando de nuevo la falla en las teorías
estándar de gravedad:
Hernández (2023)
MNRAS 525, 1401
https://academic.oup.com/mnras/article/525/1/1401/7236869
FUENTE: UNAM
