Amenaza fantasma a la teoría de la materia oscura

Una sutil anomalía en la órbita de los planetas de nuestro Sistema Solar podría demostrar una controvertida idea que va más allá de Einstein.

La órbita del planeta más interno, Mercurio, se aleja de la que debería ser bajo las leyes de Newton. Hace un siglo, cuando Einstein explicó esta anomalía, confirmó su teoría de la gravedad – la teoría de la relatividad general.

Ahora un físico israelí predice que una anomalía similar pero mucho más sutil en las órbitas de los planetas, de detectarse, podría demostrar su propia teoría, conocida como dinámica newtoniana modificada o MOND. Esto proporciona una teoría alternativa a la materia oscura para explicar por qué las estrellas que orbitan en los bordes de las galaxias no salen disparadas hacia el espacio. Estas estrellas viajan a velocidades demasiado rápidas para la gravedad convencional procedente de la masa en el corazón de una galaxia espiral que para mantenerlas en órbita, por lo que debe haber algo que las mantenga en su sitio.

Una teoría es que la materia oscura invisible proporciona este tirón extra. Pero una alternativa es MOND, ideada a principios de la década de 1980 por Mordehai Milgrom, ahora en el Instituto Weizmann de Ciencia en Rehovot, Israel.

Una de las sugerencias tras MOND es que la gravedad experimentada por las estrellas externas de la galaxia es de alguna forma más fuerte de lo que se esperaría bajo la física Newtoniana. MOND sostiene que por debajo de un umbral crítico de aceleración, conocido como a0, la gravedad cambia de la forma Newtoniana convencional que se debilita con el cuadrado inverso de la distancia a otra forma más poderosa que declina simplemente con el inverso de la distancia.

En otras palabras, Milgrom propone que la gravedad era más fuerte de lo esperado en las bajas aceleraciones esperadas por las estrellas que orbitan más hacia fuera.

Cuantificando a0 en 10-10 metros por segundo, este único parámetro hace posible explicar el movimiento estelar en cientos de galaxias espirales. Por el contrario, la idea de la materia oscura requiere distintas cantidades de materia con una distribución diferente en cada galaxia.

Pero la verificación de MOND, como de la materia oscura, ha sufrido en que sólo se manifiesta a escalas muy grandes, comparables al tamaño de galaxias, y no es tan dócil en las pruebas locales.

No por más tiempo, dice Milgrom. En un artículo que se publica en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ( www.arxiv.org/abs/0906.4817), afirma que existen formas de MOND que predicen un efecto en nuestro umbral cósmico: “Es la primera vez que se predicen efectos definidos en el Sistema Solar por alguna versión de MOND”.

Milgrom razona que si las leyes de Newton son correctas, habrá una región entre el Sol y el centro de la galaxia donde la gravedad de ambas se cancele. Pero aquí es también donde se mostraría con mayor claridad cualquier desfase de MOND con respecto a la gravedad Newtoniana. En otras palabras, si hay gravedad en esta región, donde no debería haber ninguna, entonces MOND existe.

De existir MOND, aparecerá como si existiese una masa “fantasma” anómala en esa región, ejerciendo una fuerza gravitatoria sobre los cuerpos de nuestro Sistema Solar. Y debido a que esta fuerza fantasma se origina en una zona más amplia que la definida por un punto aislado, ejercería un tirón sobre los planetas en dos direcciones al mismo tiempo – el conocido como efecto “cuadripolo”.

De acuerdo con Milgrom, esta fuerza debería provocar que las órbitas de los planetas se adelantaran – es decir, sus órbitas elípticas alrededor del Sol deberían cambiar lentamente su orientación con el tiempo trazando un patrón similar al de los pétalos de una flor. Esto es similar al efecto predicho por Einstein en 1915. “La diferencia es que es mucho menor y en realidad se hace mayor cuanto más lejos está un planeta del Sol – lo opuesto al efecto predicho por Einstein”, dice Milgrom.

No obstante, no estamos en posición de probar esto dado que no hemos observado lo suficiente las órbitas completas de algunos planetas externos, como Neptuno.

Una cuestión que surge inmediatamente es si esta nueva fuerza podría ser la responsable de la anomalía de las Pioneer. Las dos sondas espaciales Pioneer de la NASA, lanzadas a principios de la década de 1970, están abandonando el Sistema Solar más lento de lo que deberían. Milgrom dice que MOND no sería el culpable. “En el Sistema Solar exterior, la fuerza es aproximadamente 100 veces más débil y de una forma incorrecta como para explicar la anomalía de las Pioneer”.

Milgrom dice que hasta el momento la reacción a su artículo ha sido positiva. “Es definitivamente interesante”, dice James Binney de la Universidad de Oxford. “Es una prueba para MOND a una escala hasta ahora no explorada”.


Autor: Marcus Chown
Fecha Original: 8 de julio de 2009
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Comments (10)

  1. Amenaza fantasma a la teoría de la materia oscura…

    Una sutil anomalía en la órbita de los planetas de nuestro Sistema Solar podría demostrar una controvertida idea que va más allá de Einstein….

  2. Amenaza fantasma a la teoría de la materia oscura…

    C&P: Una sutil anomalía en la órbita de los planetas de nuestro Sistema Solar podría demostrar una controvertida idea que va más allá de Einstein…Ahora un físico israelí predice que una anomalía similar [a la de Mercurio] pero mucho más sutil en …

  3. xyz765

    pues la teoria parece razonable, aunque no se pueda demostrar facilmente, solamente estudiando la minuciosamente la orbita de neptuno (aunque podria ser tambien pluton no? que ya no sea planeta no quiere decir que no sirva para nada) o observando las galaxias mas cercanas… aun asi parece que sera un hipotesis por mucho tiempo mas

  4. Ideas Locas

    Hay una vieja teoría que nunca ha sido falseada (y que sería relativamente fácil de falsear): que el Sol tiene una compañera “invisible” (a nuestro escrutinio, hasta hoy), una enana marrón o algo similar y que sería la causante de por ejemplo, la precesión terrestre (es decir, no habría precesión, sino que el propio baricentro en su movimiento del sistema solar nos produciría esa falsa impresión). Falsear esto sería tan sencillo como haber registrado (o no registrado) tal fenómeno desde la superficie lunar. Lógicamente la Luna no puede presentar una precesión, que se supone algo exclusivo del eje de rotación terrestre…

      • Jurl

        Mmmm me gustaría que se falsease más “definitivamente”. Existen muchos cabos sueltos, sin ir más lejos la órbita de Sedna es un misterio (debería ser muy distinta de lo que es si suponemos que es un cuerpo del Sistema Solar primigenio), y es mucho suponer y demasiada probabilidad a conceder que sea un objeto interestelar recientemente capturado o que haya alterado su órbita recientemente. Personalmente prefiero descartar la idea dado que un objeto (una enana marrón, por ejemplo) como el que estaríamos hablando sería sorprendente que no se hubiese *visto* (directamente) ya, no siendo por algún efecto o fenómeno que ignoremos, pero sobre mecánica orbital del Sistema Solar no me sorprendería casi nada de lo que el futuro nos deparase. De todas maneras eso no afecta al razonamiento de la precesión, que es algo sencillísimo de falsear (y acabaría definitivamente con el asunto).

  5. Turok

    Hace tiempo que vengo siguiendo lo que MIlgrom propuso con su MOND,cuando leí sus primeros trabajos me pareció que lo que decía era plausible, porque lo de materia oscura,presenta algunos incovenientes, incluso para la teoria de cuerdas o supercuerdas.Nunca he visto demasiado claro que tal materia deba existir realmente, así que aposté más por lo que Milgrom propone.Si al final se demuestra que está en lo cierto, y tenemos que modificar a Newton(al menos a determinada escala), me habré ganado unas cuantas cervezas con las apuestas que tengo hechas.Veremos como sigue la cosa.

    • Iván

      Desde luego seria toda una revolucion ve que la gravedad actua de distintas maneras segun la escala a la que se mire.

      Lo que me gusta y es curioso, es la distintas teorias (materoa oscura, MOND, etc) para explicar o intentar explicar una misma observacion o fenomeno, aun siendo antagonicas entre ellas, eso es cencia avanzando en estado puro, antes o despues una surgira como correcta y el resto seran abandonadas.

      • Turok

        Es cierto, unas teorías pueden explicar mejor que otras determinada observación, pero por ahora ningúna teoría física tiene una explicación definitiva.Las dos grandes teorías que arrastramos desde finales del XIX y principios del s.XX. son la RE y la RG de Einstein y la MC de los Planck,Einstein(sí, Einstein, aunque la despreciara-a la MC-le abrió paso con lo del efecto fotoelectrico),Bohr, Schrödinger,Heinseberg,Dirac, Newmann…Feynman..).No concuerdan.En las singularidades la RG deja de hacer predicciones.No sirve.A la MC, que hace predicciones exactas, no la entendemos, y en el macromundo ni siquiera nos enteramos de que existe(aunque es fácil ver que no nos desintegramos espontaneamente).Es lógico que teorías distintas puedan explicar determinada observación o medición, o que incluso sean contradictorias(ya vendrá Ockham con su navaja)al fin y al cabo todas se enfrentan con los mismos conceptos:gravedad, espacio-tiempo, fuerzas y partículas,campos.Podría ser que algún día tengamos una teoría del campo unificado y que no llegue por la vía de las fuerzas-partículas,matería-energía, sino por la teoría de la información.Al fin y al cabo lo que mejor hace el Universo es procesar información.LLeva millones de años haciéndolo.

        • Iván

          Sera una alegria poder verlo, pero creo que aun faltan muchas herramientas para eso y es facil que no lo hagamos, aunque bueno, a ver si aprietan el acelerador al LHC y nos sorprendermos.

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