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Una nueva teoría cosmológica podría explicar el 95% del universo faltante


El modelo cosmológico estándar conocido como el modelo Lambda-CDM solo puede explicar el 5% del universo observable. El 95% restante está compuesto por casi dos componentes invisibles llamados materia oscura y energía oscura. Sin embargo, la naturaleza física de estos dos componentes sigue siendo un absoluto misterio.

Un nuevo estudio realizado por el investigador Jamie Farnes de la Universidad de Oxford sugiere que ambos fenómenos invisibles se pueden unificar en una sola sustancia: un Fluido Oscuro De Masa Negativa. La teoría del Dr. Farnes también puede resultar acertada según una predicción que hizo Albert Einstein hace 100 años.

Modelo Lambda-CDM
El modelo actual y ampliamente reconocido del Universo, llamado Modelo Lambda-CDM, no nos dice nada acerca de cómo son físicamente la materia oscura y la energía oscura. Solo sabemos sobre ellos debido a los efectos gravitatorios que tienen sobre otra materia observable. El modelo del Dr. Farnes ofrece una nueva explicación.

"Creo que tanto la materia oscura como la energía oscura se pueden unificar en un fluido que posee un tipo de 'gravedad negativa', que repele todo el otro material a su alrededor", dijo el Dr. Farnes.

"Aunque este asunto es peculiar para nosotros, sugiere que nuestro cosmos es simétrico tanto en cualidades positivas como negativas".

Anteriormente se había descartado la existencia de masa negativa, ya que se pensaba que este material se volvería menos denso a medida que el Universo se expande, lo que va en contra de nuestras observaciones que muestran que la energía oscura no se diluye con el tiempo.

Fluido Oscuro De Masa Negativa
La teoría del Dr. Farnes aplica un "tensor de creación", que permite la creación continua de masas negativas.

Demuestra que cuando más y más masas negativas estallan continuamente en existencia, este fluido de masa negativa no se diluye durante la expansión del cosmos. De hecho, el fluido parece ser idéntico a la energía oscura.

La nueva teoría también proporciona las primeras predicciones correctas del comportamiento de los halos de materia oscura.

La mayoría de las galaxias giran tan rápido que deberían estar destrozándose, lo que sugiere que un "halo" invisible de materia oscura debe mantenerlas juntas.

El estudio del Dr. Farnes presenta una simulación por computadora de las propiedades de la masa negativa, que predice la formación de halos de materia oscura como los inferidos por observaciones utilizando radiotelescopios modernos.

Albert Einstein proporcionó el primer indicio del Universo oscuro hace exactamente 100 años, cuando descubrió un parámetro en sus ecuaciones conocido como la "constante cosmológica", que ahora sabemos que es sinónimo de energía oscura.

Einstein llamó a la constante cosmológica su "gran error", aunque las observaciones astrofísicas modernas demuestran que es un fenómeno real.

En notas que se remontan a 1918, Einstein describió su constante cosmológica y escribió que "se requiere una modificación de la teoría para que el espacio vacío asuma el papel de las masas negativas gravitatorias que se distribuyen por todo el espacio interestelar." Por lo tanto, es posible que el propio Einstein predijera un universo lleno de masa negativa.

"Los enfoques anteriores para combinar la energía oscura y la materia oscura han intentado modificar la teoría de la relatividad general de Einstein, algo que ha resultado ser increíblemente desafiante", dijo el Dr. Farnes.

El nuevo enfoque toma dos ideas antiguas que se sabe son compatibles con la teoría de Einstein, las masas negativas y la creación de materia, y las combina juntas.

"El resultado parece bastante hermoso: la energía oscura y la materia oscura se pueden unificar en una sola sustancia, y ambos efectos se pueden explicar simplemente como una materia de masa positiva navegando en un mar de masas negativas", concluye diciendo el Dr. Farnes.

Referencia del documento científico:
J.S. Farnes et al. Una teoría unificadora de la energía oscura y la materia oscura: masas negativas y creación de materia dentro de un marco modificado de MCDM. Astronomy and Astrophysics (A&A), Volumen 620, diciembre de 2018; DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 201832898

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