jueves, agosto 31, 2006

"Prueba directa" de la existencia de materia oscura

De la noticia Astrónomos estadounidenses encuentran pruebas de la existencia de materia oscura en el universo.

El efecto de lente gravitatoria es una de las más fuertes evidencias de la existencia de materia oscura, además de la dinámica estelar en las galaxias espirales, la dinámica galáctica en los cúmulos galácticos, el espectro de anisotropías del fondo cósmico de microondas y la curvatura nula del espacio junto con la cantidad de bariones de la nucleosíntesis del big-bang.

Observaciones de lentes gravitatorias existen muchísimas, todas revelando mayor cantidad de masa que la observada visualmente. La mayoría de ellas son extragalácticas y destaca la relativa falta observacional de microlentes dentro de la galaxia, las cuales indicarían una preponderancia de la materia bariónica en forma de MACHOs en vez de la postulada materia no-bariónica en un halo. No obstante, este tipo de observaciones dejan abierta la posibilidad de ciertas modificaciones de la relatividad general que contengan modificaciones de la gravitación newtoniana (MOND).

El efecto mencionado en el papel al que refiere la noticia, A direct empirical proof of the existence of dark matter, que describe la separación del plasma intracumular y el componente estelar y de materia oscura durante un choque de cúmulos, es una evidencia indirecta de la existencia de materia oscura que descarta las alternativas de teorías basadas en modificaciones de la gravedad newtoniana, al producirse el efecto de lente gravitacional en un lugar distinto al ocupado por el grueso de la materia bariónica.

No obstante, hay que tener en cuenta que en cosmología no importa tanto el caso aislado como la muestra estadística de casos, que habría que buscar en un futuro para convertir la evidencia en prueba. Por ejemplo, existen incertezas en esa observación, como el hecho de que las lentes gravitatorias sólo proporcionen mapas bidimensionales de la masa que las produce, dejando abierta la posibilidad de estructuras ocultas de materia bariónica.

6 comentarios:

alshain dijo...

Se me ha sugerido que corregir "prueba directa" por "prueba indirecta", no es suficiente, ya que "prueba" está en contradicción con el último párrafo donde hablo de la necesidad de más observaciones que eliminen incertezas, y que mejor sería por tanto hablar de "evidencia indirecta". Sin duda ese es el término correcto y ya he corregido el comentario.

elHermitaño dijo...

Yo creo que si hay un verdadero enigma relacionado con la materia oscura, más allá de su propia existencia, es cuál es su naturaleza. ¿Se trata de materia exótica de naturaleza distinta a la que forma la materia bariónica corriente, o es esta misma materia "envuelta" de algún modo con 'ropajes' desconocidos que la hace invisible directamente a nuestros intrumentos?

Es decir, ¿tratamos con materia completamente exótica, de naturaleza desconocida, o puede ser algo exótico sólo en apariencia, pero que en realidad presenta características detectables (aunque sea esto posible sólo en el futuro)?

Tal vez mis preguntas te parezcan demasiado ingenuas... :)

Un saludo.

alshain dijo...

Gracias por tu comentario, que me parece muy acertado. Cada vez parece más claro que la materia oscura existe, pero la falta de pruebas directas deja claramente abierta la pregunta sobre su naturaleza. La mayoría de las pruebas cosmológicas indican que no pueden ser bariones y muy probablemente tampoco neutrinos, por lo que sólo quedan alternativas exóticas. Los candidatos que más se nombran son los WIMPs y partículas de ese tipo, supersimétricas, pero está por ver si la supersimetría es correcta. Casi apostaría a que no, a pesar del convencimiento generalizado de que nos será revelada con el LHC en unos años, y a pesar de la generalizada opinión, originada en Frank Wilczek si no recuerdo mal, de que la naturaleza ha debido por narices hacer uso de tal bella simetría.

A mi la supersimetría me disgusta y no me convence, me parece una extrapolación de la forma de hacer física del modelo estándar de patículas y la teoría cuántica de campos a unos dominios energéticos que probablemente deparen una física totalmente nueva. La veo en el mismo plano que las teorías de unificación de las interacciones del modelo estándar; algo va rematadamente mal en la dirección que las investigaciones llevan para que no haya ninguna solucion al problema ¿acaso no será más bien que el problema está mal planteado o que acaso no existe como tal? ¿por qué extrapolar buscar teorías de unificación basadas en las interacciones de gauge del modelo estándar de partículas?

La pregunta entones es cuál es la alternativa. Ni idea. Lo peor es que no hay muchas alternativas formuladas; la teoría de cuerdas necesita de la supersimetría y la gravedad cuántica de lazos es incapaz de hacer predicciones sobre las propiedades de la materia a altas energías. Mi opinión en este sentido es muy escéptica. No me extrañaría nada que el universo nos estuviera jugando aquí una mala pasada, mientras se muere de risa sobre nuestra física. Me gusta acordarme en estos casos de la famosa cita de Werner Heisenberg que leí una vez:

I remember discussions with Bohr which went through many hours till very late at night and ended almost in despair; and when at the end of the discussion I went alone for a walk in the neighbouring park I repeated to myself again and again the question: Can nature possibly be as absurd as it seemed to us in these atomic experiments?

En fin, una cosa extraña pulula por el espacio, determina destinos de galaxias, nos atraviesa de lado a lado, y todavía no sabemos qué es.

Dani dijo...

Creo que es, como dices, la prueba indirecta de la existencia de materia oscura más evidente que tenemos, pero quizás la NASA, como siempre, ha exagerado un pelín este gran descubrimiento.

Esperemos que algún día se descubra qué es esta materia oscura (axiones, neutralinos, bolitas de Maltesers...?)

alshain dijo...

Es verdad que son hábiles haciéndose publicidad, la cosmología se ha convertido en una ciencia de precisión pero también en un negocio y competición de noticias espectaculares. Este choque de cúmulos, con la separación de materia oscura y gas se conoce ya desde hace un buen tiempo (no recuerdo cuanto) el resultado se intuía ya desde entonces aunque las observaciones no eran suficiéntemente precisas y detalladas. Voy a dedicar algo de tiempo a buscar los papeles relacionados con este choque de cúmulos.

alshain dijo...

Maxim Markevitch es el que publicó hace ya más de medio año un papel con el sugerente nombre de:

Chandra observation of the most interesting cluster in the Universe