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¿Y si la materia oscura fuera un cuento?

Durante más de 2.000 años, mentes brillantes de la talla de Aristóteles, Galeno, Hipócrates, Demócrito, Paracelso, Alberto Magno, Tomás de Aquino, Spencer, Erasmus Darwin o Lamarck creyeron en la herencia de caracteres adquiridos. Es decir, que un día una jirafa comenzó a estirar el cuello para alcanzar las copas de los árboles, y que cada generación sucesiva lo estiraba un poquito más, hasta llegar al larguísimo cuello que hoy tienen.

Representación teórica de la materia oscura (anillo azul) en el grupo de galaxias CL 0024+17. Imagen de NASA/ESA vía Wikipedia.

Representación teórica de la materia oscura (anillo azul) en el grupo de galaxias CL 0024+17. Imagen de NASA/ESA vía Wikipedia.

Suponiendo que esto sucedía así, había que explicar el mecanismo capaz de informar al espermatozoide y al óvulo de que el cuello se había alargado, para que la siguiente generación pudiera heredar ese estiramiento. Y Charles Darwin dio con él: las gémulas, unas partículas diminutas producidas por las distintas células del organismo que confluían en los órganos reproductores para que las semillas sexuales llevaran toda la información actualizada del cuerpo con el fin de transmitirla a los hijos. En conjunto, la teoría se conocía como pangénesis, ya que todo el organismo (“pan” en griego, como en panamericano) participaba en la herencia.

Pero no crean nada de lo anterior: naturalmente, todo esto era pura fantasía. Darwin inventó una entidad exótica, la gémula, para explicar un fenómeno. Pero es que en realidad este fenómeno no se producía tal como todas esas mentes brillantes habían creído durante un par de milenios. En general, la herencia de caracteres adquiridos durante la vida de un individuo no existe (aclaración: en realidad sí existe y se llama epigenética, pero esa es otra historia que no viene al caso en este ejemplo).

La gémula de Darwin no ha sido la única entidad ficticia inventada históricamente para explicar procesos que se entendían mal: el éter luminífero, el flogisto, las miasmas, la fuerza vital, el planeta Vulcano, los cuatro humores corporales…

Como Darwin, Einstein tampoco se libró de la invención de entidades tapa-grietas. Cuando el físico alemán supo que su modelo de la relatividad general daba lugar a un universo que acabaría gurruñándose sobre sí mismo como quien estruja el envoltorio de un polvorón (ya hay que empezar a ponerse en modo navideño), tuvo que meter en sus ecuaciones un término para evitarlo, dado que, como todo el mundo sabía, el universo era estático.

Así nació la constante cosmológica, designada por la letra griega lambda mayúscula (Λ) y que introducía una especie de anti-gravedad para evitar el estrujamiento cósmico y casar las ecuaciones con una realidad que se resistía a colaborar con la teoría.

Resultó que, poco después, el belga Georges Lemaître y el estadounidense Edwin Hubble mostraban que en realidad el universo no era estacionario, sino que se expandía, por lo que la constante cosmológica sobraba. O dicho con más finura, que Λ = 0. Pero irónicamente, en el último par de décadas esto ha cambiado al descubrirse que el universo se expande con aceleración, lo que ha obligado (otra vez) a inventar algo llamado energía oscura y distinto de cero que, curioso, ya tenía un asiento reservado en las ecuaciones de Einstein: la constante cosmológica. Claro que no puede decirse que esto fuera genialidad del alemán, sino más bien un golpe de suerte.

Pero si el universo se expande y las galaxias giran, ¿por qué no se deshilachan como el algodón de azúcar? Debe de haber algo que las recoja y las mantenga unidas, como el palo del algodón. En este caso, el palo sería una masa extra que aumentaría la gravedad encargada de cohesionar la galaxia para que no se deshaga. Y dado que no se ve ningún palo, está claro que se trata de un palo completamente invisible. Ya tenemos la entidad exótica; ahora hay que buscarle un nombre adecuado: ¿qué tal La Fuerza? No, que de estas ya hay demasiadas. ¿Qué tal materia oscura?

Hoy la mayoría de los físicos creen en la existencia de la materia oscura, porque les ofrece la mejor opción disponible para explicar cómo una fuerza tan débil como la gravedad es capaz de mantener las galaxias de una pieza. La mayoría. Pero no todos. Algunos piensan que la materia oscura es otro de esos tapa-grietas como las gémulas, el éter o el flogisto, nacidos de nuestra deficiente comprensión de la naturaleza; en este caso, de la gravedad.

Por ejemplo, algunos físicos piensan que la constante que define la gravedad no es tal constante, sino que aumenta en los bordes de las galaxias donde la aceleración es muy baja. Imaginemos que removemos un plato de sopa desde el centro: aquí los fideos se mueven más deprisa, y más lentamente en la parte del borde del plato. Según esta hipótesis, la periferia de la galaxia que se mueve más despacio estaría sometida a una mayor gravedad, lo que mantendría la cohesión, como hace el borde del plato. Otra posibilidad es que la masa de los cuerpos en movimiento disminuya cuando la aceleración es muy baja, lo que produciría el mismo efecto final, pero en este caso sin modificar la gravedad, sino la inercia.

El físico Mike McCulloch, de la Universidad de Plymouth, ha propuesto un modelo en esta línea que utiliza algo llamado efecto Unruh, del que ya hablé aquí a propósito del EmDrive, ese propulsor que no puede funcionar porque según la física común viola las leyes naturales, pero que a pesar de todo parece empeñarse en funcionar en varios experimentos independientes.

McCulloch propone un modelo modificado de la inercia, ese ímpetu misterioso que nos empuja hacia delante tras un frenazo. Para el físico, la inercia es el resultado de una extraña interacción entre una radiación producida por los cuerpos en aceleración y el tamaño del universo; cuando la aceleración disminuye, la onda de esa radiación aumenta tanto que no cabe en el universo y entonces debe saltar a un tamaño menor, lo que modifica su frecuencia, su energía y por tanto la masa del cuerpo en movimiento, ya que todas ellas están vinculadas (lo expliqué con más detalle aquí).

Cuando McCulloch aplica su hipótesis a la ley de la gravedad de Newton para el caso de los bordes de las galaxias, obtiene valores que se parecen mucho a los reales sin necesidad de introducir un factor de corrección como la materia oscura; simplemente asumiendo que el efecto Unruh modifica las masas y por tanto las aceleraciones de los objetos situados a mayor distancia del centro de la galaxia, lo que reduce su inercia y evita la dispersión. El problema es que esto requiere la existencia de esa radiación debida al efecto Unruh, algo que no ha sido demostrado y de lo que muchos dudan. Pero que de momento tampoco puede descartarse.

Mañana contaré otra nueva hipótesis que explica la acción de la gravedad en las galaxias sin necesidad de fantasmas invisibles. Y aunque de momento parece probable que la física mayoritaria seguirá aceptando la materia oscura, tal vez podríamos estar avanzando un paso más hacia la demolición de otro tótem científico imaginario.

15 comentarios

  1. Dice ser Javis

    Efectivamente, la materia oscura no existe. Es una invención de algunos físicos para cuadrar sus complicadas formulas e hipótesis sobre nuestro universo.

    Simplemente, lo que han llamado “materia oscura y energía oscura” es una cualidad de nuestro universo. Es así, desde que se transformó tal como existe ahora. ¿Como que se transformó?; Sí, se transformó o podríamos decir que se rompió desde su estado original. Mañana contaré la nueva verdad sobre la gravedad y sobre el origen de nuestro querido Universo.

    13 noviembre 2016 | 02:16

  2. Dice ser Jose Luis

    Muchas gracias! Gran articulo que pone la astrofisca al alcance de un ingenero industrial. No sabia que la materia oscura se conjeturó por eso. No sería de sorprender que la energía cinetica pueda depender de la velocidad.

    13 noviembre 2016 | 03:15

  3. Dice ser Jose Luis

    *Aceleracion

    13 noviembre 2016 | 03:18

  4. Dice ser Jose Luis

    Muchas gracias! Gran articulo que pone la astrofisica al alcance de un ingeniero industrial. No sabia que la materia oscura se conjeturo por eso. No seria de extrañar que la energia cinetica dependa de la aceleracion.

    13 noviembre 2016 | 03:21

  5. Dice ser Marcos

    Hola, entiendo que la ciencia necesita un espacio de difusión y me parece que este blog realiza una gran labor en este sentido. Sin embargo, tengo que decir que no me gusta nada el poco cuidado con el que se trata algo tan importante como el modelo cosmológico (que describe y reproduce las observaciones del universo que tenemos hasta ahora – y estas son muchas y con una precisión muy decente).

    Mucha gente lee este blog, y algunos que no tienen un contacto directo con la astrofísica y la investigación básica se pueden acabar haciendo ideas erróneas. El rigor de este artículo es muy pobre, se usa un trabajo del 2012, que no ha tenido ninguna repercusión en la comunidad científica ( en este enlace se puede ver el artículo original y las citas de otros trabajos que ha recibido: http://adsabs.harvard.edu/abs/2012Ap%26SS.342..575M ; por cierto ADS es la base de datos donde se lleva un registro de todos los trabajos en astrofísica aceptados en revistas científicas), para atacar uno de los mayores avances de la física observacional y teórica (entiéndase ecuaciones con rigor matemático y simulaciones con super ordenadores) de los últimos 100 años.

    13 noviembre 2016 | 04:37

  6. Dice ser Juan

    Marcos, lo que dices va en contra des espíritu mismo de la ciencia, ya que la ciencia nace de la duda, de la inquietud y de la curiosidad. Sin esa duda jamás habría existido la teoría de la relatividad, ya que va en contra de la mecánica clásica de Newton, sin la duda jamás habría existido la física cuántica, ya que va en contra de toda lógica humana. Dudar es humano, y dudar es científico, y las teorías científicas no están escritas en piedra pues no son la realidad, sino meras aproximaciones matemáticas a la realidad, que deben mejorarse con cada descubrimiento que no encaje en ellas. Este artículo no hace nada más que sembrar la duda, y la duda hace avanzar la ciencia.

    13 noviembre 2016 | 07:51

  7. Dice ser jose antonio

    La materia oscura es Dios

    13 noviembre 2016 | 08:23

  8. Dice ser yosoy

    Buen articulo.
    Es dificil leer sobre estas cosas con naturalidad, independiente de que sea verdad o no que la materia oscura exista, esta bien que se proponga otra forma para que las galaxias estén cerradas. El problema de esto es que hay que demostrarlo y la comunidad cientifica aceptarlo.

    13 noviembre 2016 | 09:04

  9. Dice ser Ramon

    Buenos dias señor bloguero. Por lo que leo de su bio:

    “Soy periodista, biólogo y doctor en Bioquímica y Biología Molecular”

    Deje la astrofisica para los que la hemos estudiado, o para la gente que la tome con seriedad. Me repugna cada día que aparece una “noticia” suya sobre este campo. Al menos tómela con algo de rigor. Dispara balas hacia todos los frentes y no sabe hacia dónde esta apuntando.

    No me parece mal que se dude del modelo que propone la existencia de la materia oscura como tal, (materia oscura caliente de neutrinos, etc), básicamente porque no sabemos lo que es ni la materia ni la energía oscura. Son “muletas” para explicar cosas que no entendemos. Anomalías detectadas que siguen un patron explicable si hubiera una materia y una energía que no podemos detectar con nuestros instrumentos.

    Antes de la invención de la radio no podríamos haber detectado nada en absoluto, fuera del espectro que nos permiten ver nuestros ojos y sin embargo ahí estamos, descubriendo constantemente nuevas cosas que nuestros ojos no ven. El problema puede ser que aún no tenemos la capacidad de detectar lo que hay.

    Que usted desinforme con tal banalidad sobre un tema tan complejo si que es fascinante. Esas causas que nos dan como posible efecto la materia oscura, no pueden ser reducidas tan simplistamente de ninguna forma aportando tan alegremente como usted ha hecho

    “Por ejemplo, algunos físicos piensan que la constante que define la gravedad no es tal constante”. Lo suelta y se queda tan tranquilo. Digo yo, ¿De donde se saca esto? ¿Lo puede explicar? ¿Tiene datos? Usted habla de los bordes de las galaxias, pero, ¿Y la atracción entre las propias galaxias? ¿Se ha parado siquiera a pensarlo?. De que constante habla, ¿de la constante gravitatoria de newton? ¿o es quizá de la constante de gravitación de Einstein?. ¿Entiende la diferencia? ¿Comprende que Einstein ya introduce tensores que llevan incluido el impulso del que usted habla? ¿Se ha molestado en ENTENDER la teoría de la relatividad que tan alegremente menciona? ¿Entiende los tensores de curvatura? ¿Se equivocaron Gauss, mas tarde Riemann y finalmente Einstein con los cálculos de geometría diferencial?

    Si su respuesta es si, por favor argumentelo, y no tire la piedra y esconda la mano, claro, que me temo que para eso debería saber de lo que está hablando.

    13 noviembre 2016 | 09:06

  10. Dice ser Aco Amas

    Ah, vale, que la materia oscura es una tapagrietas y la radiación misteriosa que no tiene ningún parecido con ningún fenómeno conocido es muy lógica. Okis.

    Cualquier científico nace con la navaja de Ockham en la mano: primero se ha de suponer lo más probable, y si eso falla se pasa a lo más improbable. Nunca al revés.

    Por otro lado, creo que todos sabemos que todas las teorías actuales en todos los campos son inexactas y tienen fallos… por eso continúa la investigación! Otra cosa es que las suposiciones, axiomas y conjeturas que se hagan para cubrir los fenómenos que aún no tienen explicación estén orientadas hacia el sentido común o hacia la pura fantasía imposible de comprobar. De todas formas, la ciencia no veta ninguna posibilidad que resulte mínimamente consistente. Que gane la mejor, es decir la que más pruebas aporte.

    13 noviembre 2016 | 09:25

  11. Dice ser kenobi

    No habían elucubado recientemente que la gravedad era una ilusión?

    13 noviembre 2016 | 09:42

  12. Dice ser Amy Farrah Fowler

    @Dice ser Ramon

    A ver Ramon, deja al bloguero en paz, que salvo tu y Sheldon Cooper, nadie ha entendido una mierda de este articulo

    13 noviembre 2016 | 10:03

  13. Dice ser una señora mayor

    No es verdad que nadie haya entendido nada, todos hemos entendido lo del palito y lo del plato de fideos, aunque en en mi plato ninguno pierde masa … siguen inflándose, será por el caldo¿? en el universo hay caldo¿? probaré haciéndolo más oscuro … 😉

    13 noviembre 2016 | 11:27

  14. Dice ser Sociólogo Astral

    La materia oscura no existe. esa materia es en realidad la densidad del espacio-tiempo. segun yo el espacio-tiempo tiene densidad. ante la gravedad se comprime como el gas. a medida que aumenta la gravedad el gas se comprime creando presión física que se puede medir en kilogramos. de manera similar al gas el espacio-tiempo se comprime dando lugar a que el espacio corra mas lento y se produzca una desincronzación en los relojes. esto se ve en la película “Interstellar”: cuando los astronautas están cerca de un agujero negro de enorme gravedad el espacio-tiempo se comprime como el gas dando lugar a que el tiempo corra mas lento. si el gas se comprime porque tiene densidad por esa regla de tres podemos pensar que como el espacio-tiempo también se comprime también tiene densidad. la densidad del espacio tiempo será, claro está, mucho mas ínfima que la del hidrógeno que es el gas con menor densidad del universo. seguramente el espacio tiempo es miles o millones de veces menos denso que el hidrógeno y esta densidad es la materia desconocida que llaman “la materia oscura”.
    Nosotros podemos medir la densidad del espacio-tiempo. llevamos un satelite a la orbita de júpiter (porque es la mayor masa gravitatoria del sistema solar y nosotros necesitamos la mayor gravedad posible para desincronizar un reloj). dentro de este satelite hay un medidor de presión con gas dentro del cual conocemos su densidad y un reloj sincronizado con la tierra. tomamos una lectura de presión del gas y del reloj a una determinada distancia del planeta. alejamos el satelite medidor del planeta y tomamos otra medida de presión. esperamos una semana y medimos el desfase que se ha producido entre el reloj del satelite y el de la tierra al que estaba sincronizado. repetimos este proceso varias veces alejándonos del planeta: alejamiento del satelite-lectura de presión del gas-esperar una semana-lectura del desfase del reloj.
    Al cabo de unas mediciones tendremos un porcentaje de desfases entre todas las mediciones. por ejemplo si ha habido un 25% de diferencia entre todas las medidas de presión del gas y un 5% de diferencia entre todas las medidas de desincronización del reloj, conociendo la densidad del gas podremos establecer la densidad del espacio-tiempo segun la distancia entre estos porcentajes.
    El espacio-tiempo viene a ser un simil de gas pero cuya compresión no se mide en presión física sino en desincronización del tiempo.
    Espero que los cientícos tengan en cuenta mis opiniones que me acabo de inventar sin fundamento alguno. gracias por vuestra atención. hala, a pasar un buen dia.

    13 noviembre 2016 | 12:59

  15. Dice ser Bladimir Rondón

    Aplaudo que se cuestionen los modelos y que se invite a seguir cuestionándolos, esa es la base del método científico.
    Respeto a quienes solicitan mayor coherencia o mejores fundamentos para las ideas aquí expuestas, pues considero que es necesario el cuestionar todo y no aceptar propuestas que no puedan ser rebatidas, probadas y reproducidas.

    En lo personal no me gusta el planteamiento de la materia oscura y sus derivados, así como no me gusta la idea de los universos paralelos para explicar otros fenómenos que, hasta ahora, aún no entendemos. Pero obviamente la veracidad de estos planteamientos no dependen de mi gusto, si no de la comprobación que podamos hacer de ellas. Y he allí el meollo del asunto, y es que no hemos podido “medir” o detectar esos elementos, no hemos podido demostrarlo. Y la comprobación y demostración está a cargo de quien afirma, razón por la cual los que apoyan una u otra idea se dan a la tarea de buscar demostrar dichos planteamientos. En el fondo lo que en verdad buscamos es refutar nuestras ideas y verificar si se siguen sustentando luego de las pruebas de rigor.

    Lo bueno de todo esto es que según descubramos o inventemos nuevas formas de medición, según vayamos haciendo avances, estas y otras ideas podrán ser descartadas o aceptadas, nos guste o no.

    Buen trabajo.

    18 noviembre 2016 | 19:01

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