¿La necesidad de materia oscura y energía oscura es un intento de solucionar problemas en GR?

La materia oscura y la energía oscura son fenómenos en gran medida no relacionados cuyas existencias son sugeridas por el experimento, no por la teoría.

La hipótesis de la materia oscura es explicar el hecho de que las galaxias están girando más rápido de lo esperado a partir de la cantidad de materia visible en las galaxias, como lo explicó César. Aquí hay otra gráfica de una curva de rotación galáctica, que muestra la velocidad orbital observada en función del radio para la galaxia NGC 3198, así como las expectativas para el disco solo (= materia normal), un halo de materia oscura solo, y el disco más El halo.

La hipótesis de la energía oscura es impulsar la aceleración observada en la expansión del universo. La tasa de expansión acelerada se observó por primera vez en 1998/1999 por el equipo de búsqueda de supernovas High-Z ([astro-ph / 9805201] Evidencia de observación de las supernovas para un universo acelerador y una constante cosmológica) y el Proyecto de Cosmología de Supernova ([astro-ph / 9812133] Mediciones de Omega y Lambda a partir de 42 Supernovas High-Redshift). Ambos experimentos encontraron que las supernovas distantes se alejan de nosotros más rápido de lo esperado a partir de la relación de velocidad lineal versus distancia predicha por la Ley de Hubble. El eje x de la gráfica es el Redshift, mientras que el eje y es el módulo de distancia, [math] \ mu = mM [/ math], que está relacionado con la distancia de nosotros por:

[matemáticas] d = 10 ^ {1+ \ frac {\ mu} {5}} [/ matemáticas].

Varias líneas que muestran las predicciones de diferentes modelos cosmológicos se muestran en las líneas continuas y discontinuas. Puede ver que los modelos sin energía oscura ([matemática] \ Omega _ {\ Lambda} = 0 [/ matemática]) subestiman los datos en alta [matemática] z [/ matemática].

La relatividad general puede existir con o sin materia oscura y con o sin energía oscura. En el contexto de la cosmología, primero debe especificarse el contenido del universo, y luego la relatividad general produce predicciones. La descripción más popular de nuestro universo en este momento es el modelo Lambda-CDM, que es “una parametrización del modelo cosmológico del Big Bang en el que el Universo contiene una constante cosmológica, denotada por Lambda (griego Λ ), asociada con la energía oscura, y materia oscura fría (abreviado CDM ) “.

Dark Matter fue insinuado porque el perfil de velocidad de rotación de las galaxias espirales es diferente del esperado al usar las Leyes de Kepler.

En el gráfico a continuación, que representa la curva de rotación de la galaxia, la línea azul traza la curva de velocidades pronosticada y la línea roja los valores observados, un trabajo iniciado por el astrónomo estadounidense Vera Rubin.


Después de descubrir la diferencia, se crearon varias hipótesis alternativas para explicarla, la más popular entre los cosmólogos es la hipótesis de la materia oscura.

Otras hipótesis alternativas incluyen un cambio en la ley de gravitación, conocida como MOND, o Dinámica de Newton modificada; la existencia de materia en otras dimensiones; defectos topológicos; e inercia cuantizada.

Por ahora, tenemos algunas observaciones que sugieren la detección de materia oscura. Aquí hay algunos artículos de medios sobre la detección de Dark Matter, se recomienda precaución al lector.

¿Materia oscura detectada? Investigadores ven ‘Posible señal’ | Vídeo
Los científicos pueden haber detectado finalmente una señal de materia oscura
Es posible que se haya detectado materia oscura, que fluye desde el núcleo del sol

En realidad no, las sustancias hipotéticas que mencionas fueron postuladas en un intento de salvar la hipótesis del “big bang” de algunas deficiencias vergonzosas:

Jan Oort (1932) postuló la materia oscura para explicar las velocidades orbitales observadas de las estrellas en la Vía Láctea, y nuevamente por Fritz Zwicky (1933) para suministrar la masa faltante necesaria para explicar las velocidades orbitales observadas de las galaxias agrupadas.

La energía oscura (DE, también conocida como la Constante Cosmológica , también conocida como Energía de Vacío ) es una forma desconocida de energía hipotética (postulada por primera vez por Einstein ), que supuestamente impregna todo el espacio, haciendo que el Universo se expanda (¡ahora incluso a un ritmo acelerado!). La densidad DE (basada en E = mc [matemática] ^ {2} [/ matemática]) se calculó en ≈ 6.91 × 10 [matemática] ^ {- 27} [/ matemática] kg / m [matemática] ^ {3} [/matemáticas].

Usando 70.5 como el valor Constante de Hubble (¡que es muy variable!), La ” densidad crítica ” de todo nuestro Universo (calculada como ρ [matemáticas] _c [/ matemáticas] = 3 H [matemáticas] ^ {2} [/ matemáticas] / 8 πG , donde H es la constante de Hubble y G es la constante gravitacional de Newton ), es ≈ 9.34 × 10 [matemática] ^ {- 27} [/ matemática] kg / m [matemática] ^ {3} [/ matemática], entonces la densidad DE representa ≈ 26% del valor ρ [matemático] _c [/ matemático] [matemático] [/ matemático] … ¡Lo cual es curiosamente cercano al porcentaje calculado de DM en el Universo! ¡Otra coincidencia cósmica para la vista!

Fuente de la imagen: Wikimedia Commons

Después de todos estos años, DE y DM siguen siendo un par de “enigmas cosmológicos” sin resolver. Tenga en cuenta que el modelo actual se basa en interpretaciones de los valores de desplazamiento al rojo y velocidad observados ( es decir, en cierta medida en opiniones subjetivas ).

En 1983, Mordehai Milgrom sugirió la teoría de la Dinámica Newtoniana Modificada ( MOND ), modificando las leyes de Newton para tener en cuenta las anomalías aparentes en las velocidades orbitales galácticas. Sin embargo, la “cosmología convencional” considera que el MOND es inadecuado (hasta la fecha, no se ha construido un modelo MOND cosmológico viable).

GR nunca fue atacado y, hasta ahora, permanece a salvo.

Casi todas las teorías que tenemos o tendremos resultarán estar equivocadas en algunas. ¿Por qué? Debido a que la tecnología mejorada revela hechos sobre el cosmos que las teorías anteriores no tuvieron en cuenta. Lo mejor que se puede decir sobre cualquier teoría científica es: aún no falsificado.

GR encontrará su coincidencia en algún fenómeno que ocurra en relación con campos gravitacionales muy fuertes. Hasta ahora se ha demostrado en campos gravitacionales medianos y siempre será una buena heurística en esa escala.

Ya sabemos que GR no funcionará EN agujeros negros.

En cuanto a la energía oscura, que es un lugar para la ignorancia, podría ser que existe una realidad subyacente correspondiente al “factor fudge” de Einstein que lanzó para mantener su universo en estado estable. Él podría haber golpeado algo que realmente está ahí afuera y que no entendemos.

La materia oscura es un problema para GR, y también es un problema para la gravedad newtoniana. Podría ser una pista de que ambos están equivocados en alguna parte, y de hecho eso es lo que proponen las teorías de gravedad modificadas.

Por otro lado, la cosmología tampoco funciona sin materia oscura. Es posible que GR sea el factor común que causa los problemas. Para mí, esos problemas parecen ser lo suficientemente diferentes como para sugerir que quizás GR no sea el problema, sino que realmente necesitamos materia oscura. Sin embargo, no es mi campo, así que toma mi opinión con una porción saludable de escepticismo.

La energía oscura encaja naturalmente en las matemáticas de GR; el problema de que su magnitud es unas [matemáticas] 10 ^ {100} [/ matemáticas] veces demasiado pequeña en comparación con la predicción QFT, con razón la llaman “la peor predicción teórica en la historia de la física”. Sin embargo, realmente no creo que sea un problema para GR. Es más probable que haya algo mal con QFT o cosmología, ¿tal vez nuestro modelo del universo (ΛCDM) es simplemente inadecuado? Es difícil saberlo con la cosmología: por un lado, es una muy buena teoría, por otro lado, parece ser una teoría tan simple que a veces altera la mente y puede funcionar tan bien.

En cualquier caso, GR probablemente está equivocado. No se puede hacer una teoría cuántica, y los agujeros negros causan todo tipo de problemas para las cosas cuánticas. Será muy difícil que permanezca justo donde los efectos cuánticos entran en juego.

Hay tanto que no entendemos. Los conceptos de DM y DE son intentos de explicar lo que estamos viendo y midiendo, pero esto también puede ser erróneo debido al punto desde el que se hace la observación. Este punto de referencia se centra principalmente en los aspectos materiales, sin considerar que puede haber una fuente no física detrás de él. El Principio de incertidumbre de Heisenberg parecía haber causado áreas dolorosas de investigación, y tal vez algunos optaron por no ir allí.

RT es correcto con respecto a ciertas cosas y también lo es QM, pero hay otras áreas en las que no queremos mirar, como lo que Nicola Tesla hizo con sus lámparas eléctricas. Algunos no consideran a ese hombre como un motor principal, y que puede haber estado en algo más fundamental de lo que queremos creer o aceptar.

He aquí un pensamiento: ¿Qué pasa si la superficie del espacio-tiempo tiene un “lado inferior”? Y, hay algunos problemas importantes que podrían estar vinculados a esa idea. (Es posible que desee tomar esto en pequeños bocados).

– La masa del Universo reside en un “rango” específico de existencia.
– Por cada partícula hay una antipartícula. (¿Dónde está la antimateria?)
– La diferencia entre ellos es su giro. Esta es la “dualidad” de su existencia.
– La “información” de la pareja debe llevar las características de su giro.
– Es la “información” del par lo que está enredado.
– El mecanismo para el enredo está “fuera” del tejido 4-D.
– Esto significa que la “información” debe sobrevivir a la Singularidad.
– Esta capacidad se ve cuando un electrón gana o pierde energía, luego cambia de caparazón.
– Masa y energía son iguales pero de formas diferentes.
– Hay antiprotones, antineutrones y positrones.
– La antimateria no crea estructuras atómicas, algo lo impide.
– El material predominantemente “normal” está en el aquí y ahora y avanza en el tiempo.
– RT y QM reconoce el PASADO y el FUTURO.
– El pasado y el futuro no pueden ser “lugares” físicos, debido a ese “rango” masivo que mencioné antes.
– El universo no puede regresar al pasado.
– La “sustancia” del pasado DEBE reflejar exactamente lo que ocurrió en el aquí y ahora, e instantáneamente.

Entonces, con todo esto podríamos preguntar: ¿cuál es el lado dual de lo que estamos observando, es decir, la “información” de la materia normal y la flecha del tiempo? Pero esto no es todo lo que hay que tener en cuenta ya que las partículas subatómicas de protones y neutrones (Quarks) parecen tener algún tipo de superficie y tienen firmas de energía. El problema es explicar estas firmas de Quark en las firmas de identificación del protón o del neutrón: sus ondas sinusoidales. Otros también han expresado la idea de que el aquí y ahora puede ser una especie de “horizonte”, empujado en una dirección del tiempo. Ergo: la superficie del espacio-tiempo que se expande o se empuja en todas las direcciones espaciales, debido a las cualidades de lo que ahora llamamos la variedad de la 4ta. Dimensión. La comparación entre el modelo 4-D de un CUBE y la estructura que creemos que tiene el protón y el neutrón es inquietantemente “coincindental”, como con el valor Pi (π) de las partículas responsables del campo electromagnético, hasta el tamaño y extrañezas del electrón. Entonces, ¿dónde está toda la antimateria? ¿Quizás solo estamos viendo esto de manera incorrecta?

Ah, y una última cosa … si esto está yendo como creo, entonces el Universo no solo se está expandiendo en todas las direcciones, sino que debe tener algún tipo de rotación. Creo que iré a buscar el “Gran Atractor”.

El problema que resuelve la materia oscura (las galaxias giran demasiado rápido) puede indicar un problema con GR, pero la materia oscura lo resuelve elegantemente sin romper GR.

La energía oscura en realidad fue predicha por GR, aunque GR no pudo predecir el tamaño de la constante cosmológica que predijo. Por lo tanto, su existencia de ninguna manera viola GR.

DM se debe a que las galaxias son más pesadas de lo que deberían.
DE se debe a que la expansión se acelera en lugar de disminuir.
Ninguno de estos está cubierto por GR (en sí mismo, al menos)

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