miércoles, 6 de mayo de 2009

Ni existe la materia oscura ni el universo es newtoniano.

Conforme los cosmólogos se apoyan más y más en la “materia oscura” para explicar las, de otra manera, inexplicables observaciones, más y más esfuerzo se ha empleado en la detección de esta misteriosa sustancia. Sin embargo, aún no se ha encontrado una prueba directa de que exista realmente. Pero, lo que a menudo se olvida es que, incluso si existiese, la materia oscura sería incapaz de reconciliar todas las discrepancias actuales que hay entre las mediciones reales y las predicciones proporcionadas por los modelos teóricos.

El número de físicos que cuestionan la existencia de la materia oscura viene creciendo de un tiempo a esta parte. Se han desarrollado teorías de la gravitación que no la necesitan en absoluto pero cuyo único problema es que entran en conflicto con la teoría de la gravedad de Newton. ¿Y si la teoría de Newton estuviese equivocada en sus aspectos más fundamentales?

Esta es una hipótesis controvertida y problemática que, sin embargo, goza cada vez de más predicamento, sobre todo en Europa. Dos nuevos estudios parecen darle más apoyos. En estos estudios los profesores Kroupa y Metz junto con distintos colaboradores han analizado las llamadas “galaxias satélite”. Este término se refiere a las galaxias enanas compañeras de la Vía Láctea, alguna de las cuales contiene sólo unos pocos miles de estrellas. De acuerdo con los mejores modelos cosmológicos, existen presumiblemente por centenares alrededor de las galaxias más grandes. Hasta ahora, sin embargo, sólo 30 de dichas galaxias satélite se han observado alrededor de la Vía Láctea, una discrepancia en número que se atribuye habitualmente al hecho de que la luz emitida desde la mayoría de las galaxias satélite es tan débil que es invisible.  

El detallado estudio de estos aglomerados estelares ha puesto de manifiesto dos hechos sorprendentes. Por una parte, las galaxias satélite deberían estar distribuidas uniformemente alrededor de la Vía Láctea; pero no es eso lo que se ha encontrado. Todos las satélite clásicas de la Vía Láctea (las 11 galaxias enanas más brillantes)  se encuentran más o menos en el mismo plano, forman una especie de disco. No sólo eso, el equipo de investigadores también ha conseguido demostrar que la mayoría de las galaxias satélite rotan en la misma dirección alrededor de la Vía Láctea, como los planetas alrededor del Sol.

Los físicos están convencidos de que estos dos fenómenos solo pueden explicarse si las galaxias satélite tienen su origen en colisiones de galaxias más jóvenes. Pero, y he aquí lo interesante, los cálculos teóricos indican que estas galaxias satélite así creadas no pueden contener materia oscura. Esto entra en contradicción frontal con otra observación: las estrellas de las galaxias satélite se mueven mucho más rápidamente de lo que predice la ley de Newton; si esta ley es cierta, ello solamente es posible si hay materia oscura.

La única solución a esta paradoja, según los investigadores, sería rechazar la teoría clásica de la gravitación de Newton. Admitir que probablemente vivimos en un universo no newtoniano permite explicar las observaciones sin recurrir a la materia oscura.

Así pues, estaríamos hablando de una cuarta modificación de las leyes de Newton. Las otras tres circunstancias en las que fue necesario fueron: a velocidades próximas a las de la luz (teoría especial de la relatividad), en presencia de grandes masas (teoría general de la relatividad) y a escalas subatómicas (mecánica cuántica). Ahora es necesario modificarla para el espacio, en el que predominan las aceleraciones muy débiles.  Las implicaciones para la física y la cosmología son importantísimas.

Más información:

Metz, Manuel; Kroupa, Pavel; Theis, Christian; Hensler, Gerhard; Jerjen, Helmut: “Did the Milky Way dwarf satellites enter the halo as a group?” (Astrophysical Journal 2009; doi: 10.1088/0004-637X/697/1/269)

Metz, Manuel; Kroupa, Pavel; Jerjen, Helmut: “Discs of Satellites: the new dwarf spheroidals” (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 2009; doi: 10.1111/j.1365-2966.2009.14489.x)

Galaxias satélite