Una nueva investigación independiente sugiere un universo muy diferente al que nos han contado

Jamie Farnes dice que es embarazoso, pero los astrofísicos tienen que admitir que en el mejor modelo teórico conocido, solamente pueden explicar el 5% del universo. El 95% restante parece estar formado de materia y energía oscura, la cual nadie ha visto, pero que se supone existe.

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Tanto la energía y materia oscura solamente pueden inferirse a partir de sus efectos gravitacionales. La materia oscura pudiese ser un material invisible, pero ejerce una fuerza gravitacional en toda la materia circundante que podemos medir. La energía oscura es una fuerza repulsiva que hace que el universo se expanda de manera acelerada. Ambos fenómenos se han tratado de forma independiente, pero Farnes dice que ambas manifestaciones son parte de un mismo extraño concepto: un “fluido oscuro” unificado, de masas negativas.

La masa negativa, hay que decirlo, es una forma de la materia hipotética que podría tener un tipo de gravedad negativa. Claramente todos estos conceptos chocan con la visión más conocida del universo como nos han dicho que es. Por ejemplo, la gravedad negativa repele todos los materiales circundantes alrededor de ella. Al contrario de la masa positiva, si se tiene una masa negativa, esta podría acelerarse contra uno en lugar de irse alejando.

La masa negativa, aunque parezca extraña, no es una nueva idea en la cosmología. Como la materia normal, las partículas de masa negativa podrían a[arecer más frecuentemente en la medida que el universo se expande, indicando que su fuerza repulsiva podría hacerse cada vez más débil con el tiempo. No obstante esto, los estudios han mostrado que la fuerza que parece guiar la expansión acelerada del universo es constante. Esta inconsistencia ha llevado a los investigadores a desechar la hipótesis. Así, si existe un fluido oscuro, este podría no diluirse en el tiempo.

Sin embargo, en un nuevo estudio, Farnes propone una modificación a la teoría general de la relatividad de Einstein, que permitiría masas negativas no sólo existir, sino crearse continuamente. La “creación de la materia” ya estaba incluida en una teoría alternativa sobre el Big Bang, conocida como el “modelo de estado estacionario”. La principal hipótesis es que la materia (con masa definitivamente positiva), se creaba continuamente para reponer el material en la medida que el universo se expandía. Pero sabemos por la evidencia en las observaciones que esto es incorrecto. Sin embargo, esto no quiere decir que la materia con masa negativa no pueda ser crear continuamente. Farnes dice poder mostrar que el fluido oscuro nunca se esparce demasiado. En su lugar, se comporta exactamente como la energía oscura.

Farnes elaboró un modelo 3D de este universo hipotético para ver si éste podía también explicar la naturaleza física de la materia oscura. Esta materia oscura se introdujo para tratar de explicar el hecho de que las galaxias se movían mucho más rápidamente (girando) que lo que los modelos predecían. Esto implica, piensa Farnes, que hay más materia invisible adicional que debe estar presente para prevenir que giren demasiado y se deshagan.

El modelo de Farnes muestra que la fuerza repulsiva en el alrededor del fluido oscuro puede también mantener conjunta a la galaxia que sea observada. La gravedad de la galaxia con masa positiva atrae las masas negativas de todas las direcciones y la masa negativa del fluido se acerca a la galaxia para así ejercer una fuerza repulsiva más fuerte en la galaxia, por lo que observamos velocidad que son mayores en las galaxias sin que estas se separen. Curiosamente un signo negativo podría resolver uno de los problemas más complejos que siguen sin tener solución en la física moderna.

En la ciencia, curiosamente, se busca la simplicidad y la elegancia y Farnes está de acuerdo que sus ideas son realmente bizarras. Pero las masas negativas, para todos, son de por sí bizarras aunque no se consideran demasiado extrañas en realidad. La realidad es que como seres humanos el problema es que estamos en una región dominada por las masas positivas, indica el investigador.

Por otra parte, dice Farnes que aunque físicamente sean reales o no, las masas negativas tienen ya un rol teórico en un amplio número de áreas. Las burbujas en el agua pueden modelarse a partir de masas negativas. La investigación reciente en el laboratorio ha generado partículas que pueden comportarse exactamente como si tuviesen masa negativa.

Además, los físicos ya se sienten cómodos con el concepto de densidad de energía negativa que, de acuerdo a la mecánica cuántica, el espacio vacío está hecho de un campo de energía de fondo que fluctúa y que puede ser negativa en algunas partes, dando así a ondas que surjan y de partículas virtuales que aparecen y desaparecen de nuestra existencia. Esto incluso puede crear una pequeña fuerza que puede ser medida en el laboratorio.

El nuevo estudio de Farnes podría resolver algunos de los muchos problemas que se plantea la física hoy en día. Por ejemplo, la teoría de cuerdas, que es nuestra mejor propuesta para unificar la física y así incluir la teoría de Einstein con la del cosmos, parece aún ser incompatible con la evidencia observada. Sin embargo, la teoría de cuerdas sugiere que la energía en el espacio vacío debería ser negativa, lo que corrobora lo esperado en el fluido oscuro de masa negativa.

Más aún, indica Farnes: el equipo detrás del descubrimiento del universo acelerado detectó sorpresivamente evidencia de una cosmología con masa negativa, pero se han cuidado mucho de interpretar estos resultados por ser muy controversiales.

La teoría propuesta por Farnes podría también resolver el problema de la expansión del universo. Esto está actualmente explicado por la ley Hubble-Lemaitre, que observa que las galaxias m[as lejanas se mueven más rápidamente. La relación entre la velocidad y la distancia se definen por la constante de Hubble, pero las medidas han continuado variando. Esto ha llevado a una crisis en la cosmología, dice Farnes. Afortunadamente, la cosmología de masa negativa predice matemáticamente que la constante de Hubble podría variar en el tiempo. Claramente, hay evidencia de que esto es una locura pero que esta nueva teoría bien podría merecer nuestra observación científica.

Albert Einstein, dice Farnes, el creador del campo de la cosmología, así como Stephen Hawking, ya consideraban las masas negativa. De hecho, en 1918 Einstein escribió que su teoría de la relatividad general debería modificarse para incluir este concepto.

Pero todas estas explicaciones están en tela de juicio, incluso para el propio Farnes, quien dice que la cosmología de la masa negativa podría estar equivocada. La teoría podría dar ciertas respuestas a algunas de las preguntas abiertas que se tienen aún por resolver, pero hay que reconocer que son muy sospechosas. Pero quizás es esta manera de ver “fuera de la caja” lo que podría dar soluciones a problemas de tanto tiempo. La acumulación de evidencia ha crecido a tal grado que habría que considerar esta posibilidad por inusual que parezca.

Farnes ahora piensa usar el SKA (Square Kilometre Array), el telescopio más grande construido en el planeta, para medir la distribución de las galaxias a través de la historia del universo. P;la nea usar el SKA para comparar sus observaciones con las predicciones teóricas tanto para la cosmología de masa negativa como la cosmología estándar, con lo que podría probarse si la masa negativa existe realmente en nuestra realidad.

Pero más allá de lo que se piense sobre las especulaciones de Farnes, es claro que esta teoría está generando toda una serie de preguntas. Tal vez esto lleve a soluciones inesperadas y por qué no, a teorías más elegantes y más sencillas sobre cómo funciona y es nuestro universo.

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