Materia oscura y energía oscura … ¡Resuelto!
Por
Tom Watkins
- ¿Es la bola gigante de hidrógeno (que explotó durante el Big Bang) el centro del universo?
- ¿Por qué las galaxias se distribuyen en grupos y filamentos?
- ¿Es cierto que no hay "fuera del universo"?
- ¿Cómo entendieron los astrofísicos que las galaxias se están alejando de nosotros y que el universo se está expandiendo?
- ¿Existe la posibilidad teórica de que ocurra otro big bang?
En 2008 (y actualizado por un segundo estudio en 2010), el investigador principal Alexander Kashlinsky del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, y su equipo, completaron un estudio de tres años de datos de un satélite de la NASA, la sonda de anisotropía de microondas Wilkinson (WMAP ) utilizando el efecto cinemático Sunyaev-Zel’dovich. Encontraron evidencia de un movimiento común de cúmulos distantes de galaxias de al menos 600 a 1,000 km / s (más de 2 millones de millas por hora) hacia un parche de cielo de 20 grados entre las constelaciones de Centaurus y Vela. Esto corresponde con la dirección del Gran Atractor, que es un misterio gravitacional descubierto originalmente en 1973. Sin embargo, se pensó que la fuente de la atracción del Gran Atractor se originaba en un grupo masivo de galaxias llamado Cúmulo Norma, ubicado alrededor de 250 millones de luz. años lejos de la Vía Láctea.
Kashlinsky y sus colegas sugirieron que lo que sea que atraiga a los cúmulos de galaxias misteriosamente móviles podría estar fuera del universo visible. Los telescopios no pueden ver eventos anteriores a unos 380,000 años después del Big Bang, cuando se formó el Fondo Cósmico de Microondas (CMB); esto corresponde a una distancia de aproximadamente 46 mil millones (4.6 × 1010) años luz. Dado que el asunto que causa el movimiento neto en la propuesta de Kashlinsky está fuera de este rango, parecería estar fuera de nuestro universo visible.
Kashlinsky llama a este movimiento colectivo un “flujo oscuro”, en analogía con misterios cosmológicos más familiares: energía oscura y materia oscura. Dark Flow y el Gran Atractor pueden o no ser el mismo fenómeno. “La distribución de la materia en el universo observado no puede explicar este movimiento”, dijo. Kashlinsky dijo: “En este momento no tenemos suficiente información para ver qué es o para restringirlo. Solo podemos decir con certeza que en algún lugar muy lejano el mundo es muy diferente de lo que vemos localmente. Ya sea” otro universo “o un tejido diferente del espacio-tiempo que no conocemos”.
Según los modelos cosmológicos estándar, el movimiento de los cúmulos de galaxias con respecto al fondo cósmico de microondas debe distribuirse aleatoriamente en todas las direcciones. Dark Flow contradice las teorías convencionales, que describen movimientos que disminuyen a distancias cada vez mayores: los movimientos a gran escala no deben mostrar una dirección particular en relación con el fondo. Si la teoría del Big Bang es correcta, entonces esto no debería suceder, por lo que debemos concluir que (1) sus mediciones son incorrectas o (2) la teoría del Big Bang es incorrecta. Dado que han medido movimientos no pequeños (más de 2 millones de MPH) en 1.400 cúmulos de galaxias, todos moviéndose en la misma dirección, parece poco probable que sus observaciones estén equivocadas. Entonces eso nos deja concluir que tal vez toda la teoría del Big Bang o algunos aspectos de ella están equivocados.
De hecho, hay numerosos indicadores de que nuestra teoría actual del universo generalmente aceptada está equivocada y ha estado equivocada todo el tiempo. Ciertamente, nuestras mejores mentes están tratando de darle sentido al universo, pero cuando no podemos hacerlo, inventamos cosas para explicar esos aspectos que no podemos explicar.
O tal vez lo entendimos todo mal. Considere la evidencia y los supuestos que hemos extraído de ellos. El Big Bang se basa en Big Guesses y Fudge Factors
ΛCDM es una abreviatura de Lambda-Cold Dark Matter. Con frecuencia se le conoce como el modelo de concordancia de la cosmología del big bang, ya que intenta explicar las observaciones de fondo cósmico de microondas (CMBR), así como las observaciones de estructura a gran escala y las observaciones de supernovas de la expansión acelerada del universo. Es el modelo más simple conocido que está en general de acuerdo con los fenómenos observados. (Lambda) representa la constante cosmológica, que es un término de energía oscura que permite la expansión acelerada actual del universo. Actualmente, 0,74, lo que implica que el 74% de la densidad de energía del universo actual está en esta forma. Esa es una declaración sorprendente: que el 74% de toda la energía en el universo se explica por este concepto de energía oscura. Esta es una suposición pura basada en lo que tiene que estar presente para explicar la expansión del universo. Como todavía no hemos descubierto un solo hecho difícil sobre la energía oscura, no sabemos qué es, qué la causa o qué forma toma, Lambda es un número inventado que respaldamos en las fórmulas matemáticas para igualar las observaciones en una manera cruda No sabemos si la energía oscura es una sola fuerza o los efectos de múltiples fuerzas ya que no tenemos unidades de medida para cuantificarla. Se supone que es una fuerza de expansión que está contrarrestando los efectos de la gravedad, pero no parece ser antigravitatoria o de gravedad inversa ni parece emanar de una ubicación o área del espacio. Parece no tener otra dirección que la externa y parece ser totalmente uniforme dondequiera que miremos. Podemos observar el universo a miles de millones de años luz y, sin embargo, no hemos encontrado una sola evidencia observable de la energía oscura que no sean sus implicaciones matemáticas.
La materia oscura también es un factor puramente hipotético que expresa el contenido del universo que los modelos matemáticos dicen que debe estar presente para explicar por qué las galaxias no se separan. Los estudios muestran que no hay suficiente masa en la mayoría de las galaxias grandes para mantenerlas juntas y para dar cuenta de sus velocidades de rotación, lentes gravitacionales y otras observaciones de grandes estructuras. La cantidad de masa necesaria para dar cuenta de las observaciones no solo está un poco apagada. En 1933, Fritz Zwicky calculó que tomaría 400 veces más masa de lo que se observa en galaxias y cúmulos para dar cuenta del comportamiento observado. Este no es un número pequeño. La materia oscura representa el 22% de toda la materia en el universo. Como Zwicky confiaba en que sus matemáticas y observaciones eran perfectas, concluyó que, de hecho, hay toda la masa necesaria en cada galaxia, pero simplemente no podemos verla. Así nació el concepto de materia oscura.
Aunque podemos ver 2.7 x 10 23 millas en el espacio, todavía no hemos observado ni detectado una sola pieza de materia oscura. Para dar cuenta de este hecho aparentemente sorprendente, los defensores dicen: “bueno, duh, es un asunto OSCURO”, ¡no puedes VERLO! “. Sin embargo, parece que no solo es oscuro sino también completamente transparente porque las áreas de materia oscura densa no impiden que las estrellas sean visibles detrás de la materia oscura. Entonces, el 22% de toda la masa en el universo no se puede ver, es, de hecho, transparente, nunca se ha observado, y no parece haber tenido interacciones directas con ninguna masa conocida que no sean los efectos de la gravedad. Esa es, al menos, la comprensión generalmente aceptada.
El 4% restante del universo consiste en un 3,6% de gas intergaláctico y solo el 0,4% constituye toda la materia (partículas bariónicas) que conforman todos los átomos (y fotones) de todos los planetas y estrellas visibles en el universo.
ΛCDM es un modelo. ΛCDM no dice nada sobre el origen físico fundamental de la materia oscura, la energía oscura y el espectro casi invariable de perturbaciones de curvatura primordial: en ese sentido, es simplemente una parametrización útil de la ignorancia.
Un último problema con la cosmología moderna. Existe un acuerdo muy pobre entre la mecánica cuántica y la cosmología. En numerosos niveles y temas, la mecánica cuántica no se escala para dar cuenta de las observaciones cosmológicas y la cosmología no se reduce para estar de acuerdo con la mecánica cuántica. Sir Roger Penrose, quizás uno de los matemáticos más destacados del mundo, ha publicado numerosos estudios que documentan el fracaso de nuestras matemáticas para reflejar con precisión nuestro universo observado y viceversa. Puede mostrar cientos de fallas de matemáticas para explicar las observaciones mientras muestra cientos de observaciones que contradicen las matemáticas en las que creemos. La sabiduría convencional del establecimiento científico no puede encontrar fallas en sus matemáticas o las observaciones, pero sin embargo han etiquetado sus anomalías documentadas como inconsistente con las teorías aceptadas y luego lo ignoran a él y a su trabajo.
La verdad es que hemos hecho lo mejor que hemos podido, pero no debemos engañarnos a nosotros mismos porque hemos descubierto la verdad. Al igual que alguna vez creímos en el éter, la astrología, una tierra plana y los cuatro humores, debemos estar dispuestos a expandir nuestro pensamiento de que las nociones como la materia oscura son explicaciones ingeniosas e inventivas que explican las observaciones pero que probablemente no se relacionan con hechos naturales realistas fenómeno. Esto es especialmente cierto en las discusiones sobre la materia oscura y la energía oscura.
Sin embargo, hay una explicación lógica y bastante simple de todas las anomalías y observaciones que la cosmología perpleja hoy en día se relaciona con la materia oscura y la energía oscura. El problema es que en realidad hemos creado un conjunto arbitrario de reglas o leyes que nos prohíbe descubrir esta solución y resolver este problema.
Primero, veamos algunos indicadores importantes que deberían habernos llevado a concluir qué es la materia oscura.
1. Podemos localizar la presencia de materia oscura mediante lentes gravitacionales de estrellas y galaxias de fondo. Cuando hacemos esto, encontramos que la materia oscura no se distribuye de manera uniforme y uniforme en todo el universo. Está agrupado en algunas áreas y totalmente ausente en otras. También está presente en diferentes densidades en varias galaxias. Un hecho interesante es que la mayoría de las galaxias tienen un halo de materia oscura a su alrededor que se extiende aproximadamente el doble de la materia visible. Esto, en parte, es lo que explica las anomalías de rotación de galaxias. Sin embargo, observaciones recientes han demostrado que este halo es más denso a medida que aumenta la luminosidad de la galaxia. En otras palabras, las galaxias brillantes tienen un halo más grande y más denso de materia oscura a su alrededor, independientemente del tamaño de la galaxia. Una pequeña galaxia brillante puede tener un halo de materia oscura más denso que una galaxia tenue mucho más grande. Este es un claro indicador de que existe una interacción entre la materia visible y la materia oscura en forma de presión o empuje de la materia oscura hacia afuera por alguna forma de radiación emitida por la materia visible en la galaxia. Quizás sea la presión solar de los fotones, o los poderosos neutrinos de las supernovas o alguna otra forma de radiación emitida por las estrellas.
2. El flujo oscuro descrito anteriormente implicaría una presencia gravitacional masiva que está atrayendo a todas esas galaxias a una distancia tan grande. La mayoría de los científicos dudan en especular sobre esto porque está muy lejos del “pensamiento convencional” imaginar un objeto lo suficientemente grande (cientos de millones de años luz de ancho) para tener tanta fuerza de gravedad y, sin embargo, no es visible. La ubicación proyectada de esta fuente de gravedad también es difícil de discutir porque está más allá del universo visible. Si algo tan grande está más allá del límite visible de nuestro universo, ¿qué dice eso sobre el tamaño de nuestro universo? ¿Y por qué no todas las galaxias en un círculo uniforme alrededor de esta fuente gravitacional se mueven hacia ella? ¿Por qué sus efectos se sienten solo en una dirección particular de esta fuente? Por otro lado, también podría implicar algo así como un agujero negro supermasivo, más grande de lo que hemos visto o imaginado. Para abordar esta anomalía …… la ignoramos.
3. Luego está el problema de la energía oscura que se hace sentir solo como la fuerza desconocida que está causando la expansión acelerada del universo. No tiene una ubicación o fuente observable y no tenemos idea de qué forma tomaría esta fuerza. Si dejamos volar nuestra imaginación, podríamos imaginar que el universo estaba dentro de una bola gigante. La pelota representaría una envoltura envolvente de materia densa que tiene un fuerte tirón gravitacional sobre todo dentro de la pelota, pero se empuja hacia afuera de manera uniforme en todo el universo interior. Si este caparazón fuera lo suficientemente denso y tuviera suficiente fuerza gravitacional, haría exactamente lo que observamos que nuestro universo está haciendo. La pregunta obvia sería qué está más allá de este caparazón y de dónde vino. Pero, entonces, qué científico en su sano juicio propondría una idea tan ridícula.
4. Para discutir la materia oscura, primero debemos reconocer que no se ha encontrado en ningún experimento de colisionadores en los últimos 40 años. ¿Cuáles son las probabilidades de que todos los diferentes estudios y todos los diferentes científicos no hayan podido encontrar la menor evidencia de algo tan masivo como la materia oscura que parece ser 5 veces más denso que la materia normal y, sin embargo, no ha estado involucrado? en una de estas colisiones o detectado por alguno de los detectores masivos que se han construido? Se puede argumentar lógicamente que si la materia oscura existiera como partículas, ya se habrían encontrado.
5. Como a menudo se hace, el uso de la radiación cósmica de fondo de microondas (CMBR) como evidencia de la materia oscura es una lógica circular. Los datos CMBR se evalúan utilizando los supuestos del modelo Lambda-CDM, por lo que no es de extrañar que la materia oscura responda de la aplicación del modelo a los mismos datos.
Y luego tenemos las reglas que debemos seguir en nuestro pensamiento. La mayoría de estas reglas existen con el único propósito de mantener nuestro pensamiento y análisis dentro de los límites de lo que sabemos hacer. En otras palabras, nos impiden pensar fuera de la caja. Veamos algunos de ellos y sus implicaciones:
R. El Principio de Copérnico dice que no debería haber observadores “especiales”. Lo que esto significa para los científicos es que si piensan en una teoría que requiere un origen o punto de vista especial, entonces no es plausible, lo que significa que si una idea requiere alguna condición especial, entonces está incompleta o simplemente completamente equivocada. Debido a que casi todas las teorías cosmológicas y científicas son analizadas por el principio copernicano, la adopción de este principio significa que los científicos ni siquiera se permitirán imaginar una solución que desafíe esta regla.
B. El principio cosmológico se deriva del principio copernicano e implica que todo el universo es isotrópico y homogéneo. Isotropía significa que el Universo se ve igual para todos los observadores y el Universo se ve igual en todas las direcciones según lo ve un observador en particular. Homogéneo significa que la densidad promedio de la materia es casi la misma en todos los lugares del Universo y el Universo es bastante suave a gran escala.
Esto claramente no es cierto para el Universo a pequeña escala, pero lo que constituye una pequeña o gran escala ha cambiado con los años. En el mundo actual, por definición, solo consideramos la isotropía y la homogeneidad del Universo en escalas de 300 millones de años luz de tamaño. La radiación de fondo cósmico de microondas (CMBR) es fundamental para la cosmología observacional. Sin embargo, con los datos cada vez más precisos proporcionados por WMAP, los mapas de CMBR exhiben anomalías, como anisotropías a gran escala, alineaciones anómalas y distribuciones no gaussianas, así como la controversia multipolar de baja l de larga data. La escala del principio cosmológico se ha ajustado cada vez más a lo largo de los años a medida que hemos encontrado medidas cada vez más precisas de lo poco homogéneo que es realmente el universo. A pesar de esto, nadie se atreverá a desafiar esta regla incluso pensando que podría haber diferencias en la materia u otras anomalías en algún lugar del universo. Quizás esta es una razón por la que no hemos podido explicar el flujo oscuro y el Gran Atractor.
Cabe señalar que aunque el principio cosmológico se deriva del Principio de Copérnico y no tiene fundamento en ningún modelo o teoría física o matemática en particular, es decir, no se puede probar en un sentido matemático. Por un lado, es un criterio absolutamente esencial para que los científicos resuelvan modelos matemáticos del universo en escalas cosmológicas. Por otro lado, cuando medimos u observamos algo que desafía este principio, ajustamos la escala hacia arriba para promediar la anomalía o descartamos la observación como defectuosa.
C. Un corolario del principio cosmológico es que las leyes de la física son universales. Esto se ha convertido en una ley inmutable que exige que las mismas leyes físicas y modelos que se aplican aquí en la Tierra también funcionen en todas las partes del Universo. Al igual que con el principio cosmológico, esta es una ley que debe seguirse porque hace posible nuestras investigaciones. Si no podemos contar con que nuestras leyes físicas sean las mismas en todas partes, no podríamos calcular la mayor parte de lo que hacemos en cosmología. Además, como con el principio cosmológico, no tenemos pruebas reales de que esto sea cierto, simplemente asumimos que es cierto para facilitar nuestros cálculos.
Como se ha observado en cientos de anomalías observadas identificadas por Roger Penrose, nunca nos permitimos imaginar que este corolario sea falso. Siempre buscamos alguna otra razón y cuando no se puede encontrar ninguna, afirmamos que la medición, la observación o el observador tenían fallas o la ignoramos como un valor atípico.
Es importante tener en cuenta que se supone que las constantes físicas (como la constante gravitacional, la masa del electrón, la velocidad de la luz) también cambian de un lugar a otro dentro del Universo y con el tiempo. Dado el tiempo y el tamaño del universo, se necesita mucha fe y arrogancia para mantener esta idea, especialmente cuando no tenemos pruebas de que sea cierto.
Por supuesto, puede argumentar que está respaldado por evidencia empírica, pero ¿es realmente así? Si la escala en la que tales cambios pudieran ocurrir, millones de años luz, no observaríamos ni experimentaríamos cambios en nada local a esa distancia. Si lo hicimos (y lo hemos hecho), ignoramos que romper esta regla es una posible respuesta. Para escalas mucho más grandes, ¿qué habilidad tenemos para medir diferencias tan lejanas? ¿Cómo sabríamos que para una región del espacio a 3 mil millones de años luz de distancia, la velocidad de la luz es más rápida o más lenta de lo que observamos aquí? Vemos lo que nos limitamos a ver y hacemos que lo que observamos se ajuste a lo que hemos definido.
D. Finalmente, llegamos a una definición que hemos aceptado como un hecho que el Universo tiene que contener las propiedades de todo. Esto significa que el término “borde del Universo” supone que existe algo que no está contenido en el Universo. Invocar una propiedad externa al Universo (una ventaja para el Universo) que hemos definido como lógicamente inconsistente ya que, por definición, el Universo debe contener todo. Esto también limita nuestro pensamiento a pesar del hecho de que no tenemos idea de cuán grande es el universo entero y tenemos observaciones, como flujo oscuro, que desafían la explicación a menos que permita algo más allá de lo que podemos observar.
Ahora rompamos algunas reglas. Supongamos por un momento que la materia oscura interactúa con partículas bariónicas y / u otras formas de radiación de alta energía. Esto ciertamente está implícito en los halos más densos alrededor de galaxias altas y luminosas. Tenemos mapas de materia oscura que muestran claramente una distribución no homogénea de materia oscura en el universo. La materia oscura está presente alrededor, dentro y cerca de las galaxias y se ve con menos frecuencia en áreas de espacio vacío. En aquellos casos donde se mide en áreas desprovistas de estrellas o galaxias, puede haber nubes de gases invisibles o delgadas o una densidad de partículas radiadas. Lo que observamos, si permitimos considerarlo, es que la materia oscura se ve afectada por alguna forma de radiación de las galaxias y que la materia oscura existe principalmente donde observamos materia bariónica.
Ahora vamos a presentar el campo de Higgs. Desde 2012, sabemos que el bosón de Higgs existe y fue encontrado por el LHC en el CERN. La teoría, que hasta ahora concuerda con todas nuestras observaciones, cálculos y con el Modelo Estándar, es que el bosón de Higgs es responsable del campo de Higgs que impregna todo el universo y da masa a las partículas bariónicas. Todavía no sabemos exactamente cómo o por qué las diferentes partículas derivan una masa diferente del campo de Higgs, pero parece que es este campo y la partícula de Higgs la responsable. Como la gravedad es una función de la masa, cuanto mayor es la masa, mayor es la gravedad. Una de esas limitaciones en nuestro pensamiento dice que la masa de un objeto es la misma en todas partes o que la masa no cambia según la ubicación.
Dado que el campo de Higgs da masa a los objetos y sabemos que el campo de Higgs se deriva del bosón de Higgs, la gravedad de un objeto de una masa dada depende del campo de Higgs. Hemos visto que el bosón de Higgs reacciona a la materia bariónica, así fue como se descubrió, golpeando partículas y expulsando el bosón. Eso significa que la radiación de las supernovas u otras fuentes de alta energía podría empujar el campo de Higgs y tal vez incluso crear áreas de campo de Higgs denso y menos denso. Si el campo de Higgs imparte masa a partículas y objetos, ¿cuál sería el efecto de un campo de Higgs no homogéneo en la masa de materia en estas áreas de campo de Higgs denso y menos denso? Como no estamos seguros exactamente de cómo el campo de Higgs imparte masa a las diversas partículas, es una conjetura imaginar si este proceso se vería afectado por un campo de Higgs de mayor densidad en lugar de un área menos densa del campo.
Estoy sugiriendo que es el campo de Higgs no homogéneo el responsable de las diferencias en la masa de partículas y, por lo tanto, la gravedad de esas partículas, y eso es lo que nos parece materia oscura.
Lo único que tenemos que hacer para permitirnos pensar que esto es cierto es permitirnos violar las barreras del pensamiento impuestas por el Principio Cosmológico e imaginar que en la inmensidad del universo, no todo es homogéneo y eso si eso incluye la densidad del campo de Higgs, entonces también incluye la masa y la constante gravitacional.
Esta propuesta no necesita que la materia oscura sea una partícula nueva y aún no descubierta. No es necesario que el bosón de Higgs se descomponga en un fotón y una partícula de materia oscura. Sí explica por qué hay nubes de materia oscura cerca y alrededor de las galaxias. Explica cómo el halo alrededor de una galaxia está formado por la luminosidad (radiación) de la galaxia que empuja el bosón de Higgs (no una partícula de materia oscura desconocida). Explica cómo tenemos algo que es transparente y, sin embargo, causa lentes gravitacionales. Si imagina que por alguna razón, hay un área muy densa del campo de Higgs en un parche de cielo de 20 grados entre las constelaciones de Centaurus y Vela, entonces también puede imaginar que es este campo gravitacional ultra fuerte causando el flujo oscuro identificado por Alexander Kashlinsky y / o es la fuente del Gran Atractor.
Dado que experimentamos la dificultad de encontrar el bosón de Higgs de primera mano en el CERN, esto también explica por qué todos nuestros intentos de encontrar una partícula de materia oscura única han fallado. También puede ser que cualquier discontinuidad o naturaleza no homogénea del campo de Higgs exista solo en grandes escalas cosmológicas. Esto significa que en el ámbito de nuestro sistema solar y quizás en la mayor parte de nuestra galaxia, no hay variación detectable en el campo de Higgs y, por lo tanto, no observaríamos directamente ningún cambio en la masa, la gravedad o las constantes físicas.
Eliminar la búsqueda de una partícula específica como fuente de materia oscura resuelve muchas de las preguntas y especulaciones sobre la materia oscura. Es, por ejemplo, completamente consistente con el Modelo Estándar sin invocar Supersimetría. La partícula de Higgs fue la última partícula no descubierta predicha por el Modelo Estándar. Tenía una base teórica sólida que lo predijo, le dijo dónde encontrarlo y se encontró exactamente donde el Modelo Estándar dijo que estaría. Por el contrario, el modelo estándar no predice la materia oscura. Debe invocar la supersimetría que permitiría una partícula eléctricamente neutra que no se descomponga en un par de minutos. Algunos dirían que la supersimetría casi ha sido descartada por los experimentos del LHC porque la partícula de Higgs se encontró casi exactamente donde el modelo estándar predijo que estaría.
Finalmente, tenemos la única ley lógica que ha demostrado ser precisa para gran parte de la física: la Navaja de Occam. El principio establece que no se deben hacer más suposiciones que las mínimas necesarias. Este principio subyace en todo modelado científico y construcción de teorías. A pesar de la necesidad de violar el Principio Cosmológico, esta explicación es, con mucho, la más simple de todas las ideas sobre la materia oscura.
Pero espera hay mas…..
Si esto puede ser aceptado como una explicación razonable y quizás validado por una investigación adicional, entonces ¿qué dice sobre la energía oscura? La complejidad de la sugerencia de que la energía oscura es la gravedad repulsiva o alguna fuerza desconocida fuera de cualquier modelo o teoría conocida, esto viola claramente la Navaja de Occam. Es un concepto extremadamente complejo que la energía oscura es una fuerza desconocida que de alguna manera representa el 68% de la densidad de masa-energía de todo el universo y, sin embargo, no tenemos absolutamente ninguna evidencia más que como explicación de la tasa de expansión del universo. . Pero, ¿qué pasa si es solo otro resultado de la propuesta de materia oscura de campo de Higgs?
Imagine una explosión en la que el frente de onda expansiva de la explosión empuja y comprime el aire. Tales frentes de onda explosiva se pueden ver en explosiones de bombas atómicas como una gran nube en forma de cúpula que se forma y expande en el momento del estallido. Si esto sucediera en el espacio, el frente de onda de la radiación en expansión sería una esfera. Ahora imagine que existe una explosión de energía y radiación en cada galaxia como resultado de las emisiones acumuladas de la radiación combinada de todas sus estrellas. Si hubiera aire en la galaxia, se expulsaría igual que en una explosión de bomba atómica. ¿Qué pasa si, en lugar de aire, es el campo de Higgs el que sale del centro de la galaxia? Como se mencionó anteriormente, esto podría explicar el halo de materia oscura alrededor de las galaxias altamente luminosas. Pero ahora, apliquemos esto a una explosión mucho más grande: el Big Bang.
Estoy proponiendo que el Big Bang impulsó una concentración muy densa de bosones de Higgs creando una capa densa del campo de Higgs a medida que expandía el universo. Esto podría haber ocurrido antes o durante la fase de expansión o más probablemente en la era dominada por la radiación del Big Bang, pero el efecto final fue la creación de un caparazón de un campo de Higgs altamente denso que rodea todo el universo. Sí, esto viola la idea de que, por definición, no puede haber nada fuera del universo o que no puede tener una ventaja, pero ignoremos esa limitación en nuestro pensamiento por un momento.
Si existe tal caparazón, entonces tendría un tirón gravitacional y se expandiría hacia afuera. Esa atracción gravitacional podría ser la fuente de la “gravedad inversa” atribuida a la energía oscura. Es, de hecho, la gravedad normal que actúa para atraer hacia afuera todas las partes del universo. En lugar de encontrar una fuente desconocida y un concepto de gravedad inversa o repulsiva, esta explicación simplemente utiliza la existencia de la gravedad normal inducida por la masa y la idea de que el campo de Higgs puede haber impartido una gravedad fuerte a este caparazón. Esto podría ser lo mismo que la gravedad que experimentamos aquí en la tierra. Puede ser mucho más fuerte pero no lo hemos visto.
Esto no viola la física básica aparte de esos principios arbitrarios y definiciones que restringen nuestro pensamiento. No tenemos que invocar la supersimetría o violar el Modelo Estándar. No tenemos que redefinir la gravedad o encontrar alguna otra forma nueva de energía repulsiva. Imaginar que este caparazón alrededor del universo tiene inconsistencias también puede ayudar a explicar el flujo oscuro. Si la propuesta para el campo de Higgs que resuelve la materia oscura tiene sentido, entonces la extensión que también explica la energía oscura es igualmente válida.
No propongo que esta sea la teoría completa y completa. Además del complejo problema social, político y científico de violar algunos de los principios fundamentales de la física, tampoco hemos resuelto cómo y por qué el campo de Higgs reacciona de manera diferente a las diferentes partículas. No hemos descubierto si un campo de Higgs más denso es posible, pero si lo fuera, ¿invocaría una masa mayor a una partícula que la misma partícula recibiría de un campo de Higgs menos denso? Hay indicios en los modelos de que el bosón de Higgs existió muy pronto después del Big Bang, pero no sabemos exactamente cuándo o cómo pudo haber sido afectado por la fase de expansión y con el tiempo. Estas y otras preguntas me parecen mucho más solucionables que continuar buscando partículas de materia oscura y la naturaleza de la fuerza de energía oscura.
Hay una implicación más en este concepto. Si acepta esta hipótesis de la materia oscura del campo de Higgs, significa que el campo de Higgs es la fuente de la masa de los objetos: la masa de los objetos les da gravedad, pero también está vinculada a su inercia, impulso y peso: el bosón de Higgs tiene cierta interacción con algún tipo de radiación emitida por las galaxias que empuja los bosones y, por lo tanto, el campo de Higgs hacia afuera. Solo por el bien de la discusión, llamemos a la radiación que puede mover al bosón de Higgs la fuerza H. Pueden ser neutrinos o rayos X o luz o quién sabe qué, pero de alguna manera está relacionado con las galaxias luminosas y es probablemente una fuerza que ya conocemos. También podría ser una fuerza que pasa a través de los humanos sin ninguna interacción (como, por ejemplo, los neutrinos).
Ciertamente, no en el futuro cercano, pero algún día, podríamos ser capaces de crear un generador de fuerza H y poder controlar y manipular esa fuerza. Cuando llegue ese día, imagine si colocamos un generador de este tipo en una nave espacial y lo usamos para empujar a la mayoría, si no, a todos los bosones de Higgs fuera de la nave espacial, creando una burbuja alrededor de la nave que carece del bosón de Higgs y de ahí el campo de Higgs. Dentro de esta burbuja, los objetos tendrían muy poco. Suponiendo que los efectos de la fuerza H no son perfectos, habría algo de masa, pero podría medirse en gramos para una nave espacial que de otro modo pesaría cientos de millones de kilogramos. ¿Qué tan rápido puede ir si aplica el empuje de un motor de iones a un objeto (incluido el propio motor de iones, excepto su tubo de escape) que tiene muy poca masa? Tan pronto como el propulsor salga del motor a una velocidad cercana a la de la luz, impulsaría la nave a velocidades masivas. Si todo en la nave se viera afectado por la eliminación del campo de Higgs por el generador de fuerza H, entonces los objetos casi no tendrían inercia y, por lo tanto, no se verían afectados por la aceleración rápida o por giros rápidos y bruscos.
Esto es, en efecto, deformación de deformación. Al deformar el campo de Higgs alrededor de la nave, creamos una burbuja de masa cercana a cero que permite que la nave alcance velocidades cercanas a la velocidad de la luz, lo que hace que el espacio intergaláctico viaje más cerca de la realidad.
Este había sido un ejercicio de la ciencia de la imaginación realizado por una persona que no es, por profesión, científica ni experta en cosmología. Sin embargo, es un intento de pensar fuera de la caja e imaginar las posibilidades si ampliamos nuestra comprensión de la realidad un poco más de lo que podemos llegar ahora. Antes de hacer agujeros en él por fallas en dar cuenta de cada matiz y gradación, considere si está limitando su pensamiento mediante un conjunto de reglas arbitrarias, convenciones, procesos estocásticos o a priori. ¿Te estás permitiendo explorar todas las posibilidades sin restricciones en tu pensamiento?
