La materia oscura podría surgir de forma natural a partir de la gravedad cuántica

Un físico de los Estados Unidos ha calculado que la materia oscura — la entidad desconocida que forma la abrumadora mayoría de la materia del universo – podría surgir en una simple teoría cuántica de la gravedad generalizada.

Uno de los problemas más perdurables de la física moderna es que las teorías cuántica y de la gravedad no se mezclan con facilidad. Durante 90 años la teoría de la relatividad general de Einstein ha hecho un buen trabajo al describir la gravedad a grandes escalas, pero tiene problemas para las cosas pequeñas, donde predomina la mecánica cuántica. El problema está, en parte, en el hecho de que la mecánica cuántica predice la existencia de fugaces “partículas virtuales”, las cuales provocan molestos valores de infinito en las ecuaciones de Einstein.

La mayor parte de los físicos creen, por tanto, que necesitamos una teoría cuántica de la gravedad. Una forma básica de explorar esta idea es observando una “teoría de campo efectiva”, la cual describe la fuerza gravitatoria como una serie bien definida. En la gravedad de Einstein la serie tendría sólo un término: una función lineal de R, la curvatura del espacio-tiempo. Sin embargo, para abordar problemas cuánticos pueden añadirse otros términos a la serie, tales como una función R2. Estos términos de mayor orden contienen otros parámetros, y para R2 uno de esos parámetros es m2, donde m es la masa de una nueva partícula escalar o campo.

Mantenlo pesado

Un posible efecto colateral de introducir nuevos términos es que la teoría puede crear efectos gravitatorios que ya se habría mostrado en los experimentos. Por consiguiente, los teóricos normalmente mantienen m pesada de tal forma que todos los nuevos efectos queden ocultos por debajo de la conocida como longitud de Planck (aproximadamente 10-35 m), donde la teoría de Einstein de la gravedad colapsa. Ahora, no obstante, José Cembranos de la Universidad de Minnesota en los Estados Unidos, ha encontrado que cuando hace m mucho más ligera, la partícula puede ser tomada como la materia oscura. La partícula puede ser identificada como un nuevo gravitón, y funcionaría en longitudes de aproximadamente 0,1 mm o menores.

Nadie sabe aún que es la materia oscura, aunque las explicaciones más frecuentes que se dan están dentro de partículas hipotéticas o versiones modificadas de la gravedad. Cembranos dijo a physicsworld.com que su estudio es importante debido a que “ayuda a obtener una idea general de cuáles pueden ser las señales u observaciones si la materia oscura está relacionada con la finalización cuántica de la interacción gravitatoria”.

“Creo que el modelo R + R2 es otro ejemplo interesante de las similitudes y diferencias de la gravedad modificada contra la materia oscura ‘real’”, dice HongSheng Zhao de la Universidad de St. Andrews en el Reino Unido. “Estoy bastante de acuerdo en que podría amoldarse a un campo escalar el cual podría agruparse. Tales cúmulos podrían curvar las órbitas de las estrellas como la materia oscura real, pero no está claro su curvarían la luz como la auténtica materia oscura”.

Por no mencionar la gravedad

No obstante, Nemanja Kaloper, físico en la Universidad de California en Davis que estudia teorías de la gravedad alternativas dice que no está entusiasmado con el estudio de Cembranos. Considera que la aproximación del tipo de teoría de campo efectivo tomada por Cembranos para ser como la gravedad normal de Einstein con un campo escalar extra que explica la materia oscura funcionaría sólo si se ajusta con cuidado. “Todo esto puede hacerse sin siquiera mencionar la gravedad f(R)”, añade. “No es necesario nada, e introducirlo de verdad es hacer la historia menos predictiva debido a que el parámetro que determina la masa escalar no es calculable de forma única pero es muy sensible a la finalización ultravioleta de la teoría”.

La investigación se publica en Physical Review Letters.


Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 21 de abril de 2009
Enlace Original

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Comments (9)

  1. La materia oscura podría surgir de forma natural a partir de la gravedad cuántica…

    [c&p] Un físico de los Estados Unidos ha calculado que la materia oscura — la entidad desconocida que forma la abrumadora mayoría de la materia del universo – podría surgir en una simple teoría cuántica de la gravedad generalizada. Uno de …

  2. Al igual que el artículo anterior este estudio parece favorecer a las teorias MOND (Modified Newtonian Dynamics). Como siempre habra que esperar para ver cual es realmente la solución al problema de la materia oscura. Sin embargo, el hecho de que haya pasado tanto tiempo sin detectar absolutamente nada y la necesidad de incluso tener que “inventarse” una quinta fuerza (según un estudio expuesto anteriormente en esta web) para justificar esta falta de resultados parece también favorecer a las MOND.
    A pesar de todo las MOND no están exentas de problemas…
    Respecto a la crítica del físico Nemanja Kaloper sobre este nuevo estudio, decir que el hecho de que haya que ajustar el parámetro con cuidado no parece suficiente para desechar la teoría ya que el modelo estándar tiene hasta 20 parámetros que hay que ajustar para que coincidan teoría y experimentos y sin embargo es nuestra mejor teoría
    de las interacciones entre partículas (aunque probablemente incompleta).

    • francisco javier peguero

      yo creo k para hacer una ecuacion sobre el xk se crea la materia oscura no hay k hablar de gravedad cuantica ni nada parecido si la materia es materia y cada particula tiene unas propiedades pienso k las particulas k k forman el agujero negro son particulas k al entrar en contacto con otras normales y compartir sus electrones hacen una cadena creciente y es tal su union k tiene una fuerza impresionante de atracion ya k estamos rodeados de materia y esta materia esta echa de particulas …. en fin voy a explicar mi ecuacion k no se si sera correcta xo espero k de un nuevo enfoke al asunto

      particulas normales del universo en contacto con las del agujero aceleran de tal forma a las particulas normales k dan lugar a k el agujero negro crezca y ocupe el espacio k estas ocupaban ya k ahora forman parte del tejido del agujero negro:

      particulas normales del universo =P
      particulas del agujero negro inicial =N
      agujero negro resultante=A

      luego…. A = N x P

      esta es mi formula y mi teoria

      lo k no se responder es xk se forman las particulas k habia antes de k estas se formaran y si formamos parte de un todo y todo es uno cuando acabara nuestra buskeda de la verdad de las cosas

  3. La materia oscura podría surgir de forma natural a partir de la gravedad cuántica…

    "Un físico de los Estados Unidos ha calculado que la materia oscura — la entidad desconocida que forma la abrumadora mayoría de la materia del universo – podría surgir en una simple teoría cuántica de la gravedad generalizada. Uno de los …

  4. Turok

    Bueno, solucionado.Ya no hace falta seguir con la Teoria de cuerdas ni con la Gravedad cuántica de bucles.Ya tenemos una teoria de la gravedad cuántica sin necesidad de saber en que diablos consiste la gravedad cuántica.Despues de todo más de un matemático(los matemáticos conocen bien el tipo de matemáticas que hacen los físicos teóricos, que en realidad parecen más matemáticos que otra cosa) ha puesto en duda incluso la existencia de la gravedad cuántica.Por parámetros que no decaiga la fiesta, si el SM tiene 20 parametritos ajustables ,el Modelito Supersimetrico del Modelo Estándard tiene unos cien parametritos, y mira que sería deseable que hubiera algo de verdad en ese MSSM, puesto que podría aparecer don neutralino que podria acoplarse con la interacción débil y que sería un buen candidato a “materia oscura”.Aunque la pega sería su alta masa.

  5. turok

    En esa ecuación te has dejado un variable. La variable I ,por lo que tu fórmula debe quedar así: A=NPI; donde N es una variable negativa, P es una variable casquívana, e I es una variable que escasea.Curiosamente ,en medio de tanta variable, NPI es más constante de lo que cabría esperar.

  6. jejeje muy ingenioso si señor… P variable casquivana jeje
    Entonces, ampliando la fórmula según la teoría místico-teológica y factorizando nos queda: NPI = OPUS donde O es la variable densidad de querubines por m3, P es la proporción de ángeles que vigilan el purgatorio, U es la constante universal teológica fijada en el 4º dia de creación y S la constante “sin valor fijado” cuyo valor será fijado por Dios el día del juicio final.

  7. [...] a la materia oscura?, “Choque de trenes cósmico” confunde a los físicos de materia oscura, y La materia oscura podría surgir de forma natural a partir de la gravedad cuántica. Recientemente MiGUi le dedica ¿Es la segunda ley de newton incorrecta a escala cosmológica?. Y [...]

  8. [...] a la materia oscura?, “Choque de trenes cósmico” confunde a los físicos de materia oscura, y La materia oscura podría surgir de forma natural a partir de la gravedad cuántica. Recientemente MiGUi le dedica ¿Es la segunda ley de newton incorrecta a escala cosmológica?. Y [...]

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