Sobre la nueva teoría de la gravedad que afirma explicar la energía oscura y la materia oscura

Dos profesores de matemáticas, Shouhong Wang de la Universidad de Indiana, EEUU, y Tian Ma de la Universidad Sichuan, China, han propuesto una nueva teoría de la gravedad que explica la energía oscura y la materia oscura como resultado de la distribución no uniforme de materia en el universo, dándole la vuelta al argumento de que la materia oscura es responsable de la web cósmica. Su artículo propone que el tensor energía-momento de la materia (ordinaria) no se conserva, por lo que ha de ser acompañado de un (nuevo) campo escalar asociada a la densidad de energía potencial, un nuevo tipo de energía/fuerza causada por la distribución no uniforme de materia en el universo. Esta nueva “fuerza” puede ser positiva (repulsiva) donde hay poca materia y mucho vacío, explicando la energía oscura, y negativa (atractiva) donde hay mucha materia y poco vacío, explicando la materia oscura. El gran problema de la nueva teoría es que no explica la materia oscura en los cúmulos y supercúmulos galácticos, donde ha sido observada gracias a los efectos de lentes gravitacionales. Además, a mí me recuerda mucho a una versión “cutre” de la teoría de Brans-Dicke, que también explica energía oscura y materia oscura; seguro que si tratan de hacer dinámico su campo escalar acabarán con esta bien conocida teoría (no citada en su artículo). El artículo técnico es Tian Ma, Shouhong Wang, “Gravitational Field Equations and Theory of Dark Matter and Dark Energy,” arXiv:1206.5078, Subm. 22 Jun 2012. Se han hecho eco de este artículo en “Mathematicians Offer Unified Theory of Dark Matter, Dark Energy, Altering Einstein Field Equations,” ScienceDaily, Sep. 6, 2012.

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12 pensamientos en “Sobre la nueva teoría de la gravedad que afirma explicar la energía oscura y la materia oscura

  1. No entiendo como el mundo puede llegar a ser un lugar tan misterioso y oscuro si está lleno de iluminados.

  2. Como francisthemulenews me dió permiso, “abuso” de su blog para poneros el enlace a:
    https://docs.google.com/file/d/0B4r_7eooq1u2QWlhWlFOYzFDbmc/edit?pli=1
    un documento que yo mismo, un “físico iluminado” (ja, ja, ja), he escrito sobre la energía oscura.
    – Para todos los críticos con el trabajo de Ma-Wang o de Brans-Dicke, hay que entender que en realidad estas cosmologías sustituyen la constante cosmológica del modelo gravitacional estándar por variables basadas en campos escalares. Y eso no parece erróneo: ¡yo también lo hice! (ver, al final de mi pdf, esa xi mayúscula que no he sabido definir).
    – Como explico en mi pdf (esos 125 GeV frente a 0.01 eV), estoy convencido de que a partir del único campo escalar que conocemos [el del Higgs]: no podemos explicar la energía oscura. En consecuencia, no logro comprender el origen del campo escalar en el artículo de Ma-Wang. ¿En serio que ese campo escalar proviene de la no conservación del tensor energía-momento?.
    – Yo intuyo, como casi todos los físicos que conozco, que el origen de la materia oscura deberá buscarse en la física de partículas elementales y a partir de la lagrangiana que se obtenga: ésta misma se introduciría en la acción Einstein-Hilbert del modelo en cuestión. También intuyo que la energía oscura se podría explicar mediante algún tipo de modificación teórica a la ecuación gravitacional estándar (modificación que desde luego implicaría la sustitución de la constante cosmológica).
    En fin, parece que como no sabemos explicar la materia y la energía oscura: cualquiera puede especular. Pero os pregunto a los seguidores de este blog: ¿de verdad que os molesta tanta especulación?.

    • Personalmente pienso que la especulación, siempre que esté sostenida en hipótesis físicas razonables y posea una estructura matemática correcta no solo es buena sino que es necesaria para el progreso de la ciencia. Por cierto, he leido tu artículo “reflexión sobre física teórica” y me gusta tu conclusión de que solo una densidad de energía “intrínseca” del espacio tiempo puede solucionar el problema de la constante cosmológica y la energía del vacío. El espacio-tiempo es algo físico como lo demuestra el hecho de que interacciona consigo mismo (como lo demuestra el hecho de que en las soluciones de la RG de deSitter el espacio-tiempo puede curvarse y expandirse en ausencia de materia) y el hecho de que interacciona con la materia-energía. Por tanto el espacio-tiempo tiene que tener una densidad de energía interna y seguramente unas propiedades intrínsecas distintas del resto de la materia. Encontrar la forma de estudiar estas propiedades nos daría automáticamente la solución a los problemas más profundos de la física actual. Ojalá Planck y el estudio de las ondas gravitatorias nos den alguna pista en este sentido, en mi opinión, la clave tiene que estar en el estudio de las características de ese ente que llamamos “espacio-tiempo”.

  3. Entiendo que la existencia de la energía oscura impide postular que el universo surgió de la nada. O dicho de otra manera, si el universo surgió de la nada ésta nada es la energía oscura. No creo que la materia oscura sea virtual o simplemente la gravedad, esto quiere decir ─como escribe “físico”─ que hay que buscarla en la física de las partículas elementales.

    • Artemio, en el pdf mencionado en el comentario 3. yo postulo que el universo surgió de la nada: de una singularidad [sin momento, sin carga, …] que sufrió un proceso inflacionario y que luego se fue expandiendo de acuerdo con las ecuaciones de Friedmann (como las que escribí al principio de la segunda página del pdf). Parece que los satélites “planck y el estudio de las ondas gravitatorias nos darán alguna pista en este sentido”.
      Sin embargo no me imagino que la “nada sea la energía oscura”. Si identificas la nada con la singularidad, no lo veo; y si identificas la nada con el espacio vacío, sólo vería la relación entre la nada y la energía oscura si algún tipo de “propiedad interna” del espacio-tiempo, caracterizable mediante alguna densidad adimensional de energía, pudiera “compensar” de alguna manera el contenido energético-material del universo. Así pues, antes de la singularidad no habría habido “nada” y ahora, al compensarse contenido con estructura, “no hay nada”.
      Rayante, ¿no?, (ja, ja, ja).

      • Para mi la nada como estado no tiene sentido y si lo tiene o no, ni me preocupa, pues el problema, lo único de que podemos partir es de que Existe el Algo y me atengo solo a las explicaciones de que este Algo existe. La nada no me explica nada. La nada no pinta nada en el modelo. Creo que el “gran error” de Hawking -parafraseando el gran error de Einstein- será en el futuro el considerar la nada en su Modelo cosmológico.

  4. Sin entrar en un juego de palabras acerca del significado de nada, lo que pretendo decir que es que el concepto de “nada” no es consistente cuando conjeturamos acerca de la materia, el espacio y el tiempo. En este sentido, simpatizo con el modelo estacionario del cosmos propuesto por F. Hoyle. Ahora bien, por estacionario no debe entenderse que el universo es estático, de hecho es dinámico y se expande. Una singularidad que crece y se expande necesita, desde mi punto de vista, un sustrato energético que ya estaba ahí. Por eso digo que la “nada” carece de consistencia.

    • Vaya Artemio, nos pusimos de acuerdo a la vez, colapso de función de onda a partícula, jajaja, en el mismo espacio y al mismo tiempo.

  5. María, si la coincidencia es para bien, estupendo :)

    Quiero añadir un último apunte sobre este asunto, tenemos que enfrentar dos dificultades con la energía oscura. La primera es que sabemos poco acerca de la misma; el segundo obstáculo se muestra cuando tratamos de explicarla. Es habitual leer que la energía oscura es el resultado/efecto/consecuencia de la expansión del universo. Yo entiendo que es al revés, es la energía oscura la que hace que el universo se expanda puesto que su acción es centrífuga. También pienso que es la responsable de la entropía que recorre el cosmos. Entonces, de una manera o de otra y con todos los matices que se quieran, la energía oscura tiene una función importante en el origen del universo.

  6. Es verdad, no hay que perderse en las palabras o las interpretaciones. Si conocéis a algún físico teórico que se dedique a investigar sobre cosmologías … estaría muy bien que, la próxima vez que en este blog se hable del tema, le invitárais a participar.

  7. Yo no soy ingenuo, Los profesores de matemáticas, Shouhong Wang de la Universidad de Indiana, EEUU, y Tian Ma de la Universidad Sichuan, China, son visitantes frecuentes de la teoria de los del centro de investigaciones generales. WEB; investigacionesgenerales.es.tl
    Es un plagio chino. Los traductores electronicos hacen muy bien su funcion.

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