¿Es la materia oscura una anomalía en el paradigma científico actual?

No soy un experto en cosmología, pero cuando los científicos recurren a la materia oscura o la energía oscura para explicar las cosas, me recuerda la concepción ptolemaica del universo. Explica el universo, y también se basa en observaciones empíricas. Pero cuando las evidencias empíricas no coinciden con las predicciones, lo que hizo Ptolomeo y sus seguidores fue seguir ajustando su modelo. Por ejemplo, se pensaba que los planetas viajaban en círculos llamados epiciclos, y los puntos centrales de estos epiciclos (equivalentes), a su vez, giran alrededor de la Tierra. (En realidad, no giran alrededor de la Tierra, sino en diferentes puntos cerca de la Tierra llamados excéntricos). Más o menos, el patrón era aprisionar observaciones en un modelo más o menos geocéntrico del universo. El modelo ptolemaico ha sido reemplazado por un modelo centrado en el sol (aunque no del universo entero) que comenzó con Copérnico y Kepler, quienes simplificaron el modelo (la navaja de afeitar de Occam). El nuevo modelo pudo hacer nuevas predicciones y permitió nuevos descubrimientos, especialmente cuando Newton (y más tarde, Einstein) refinaron o agregaron al modelo.

Creo que eso es lo que está sucediendo hoy. La mayoría de los científicos, convencidos de que el BBT y el modelo inflacionario es el mejor modelo científico (hasta ahora) recurren a la adición de conceptos como la materia oscura para aplicar observaciones empíricas al modelo prevaleciente.

Pero hay algunos científicos que buscan alternativas. Estas alternativas no necesitan nuevas ciencias, sino solo una nueva forma más simple con la que podemos explicar el cosmos sin recurrir a cosas aún no verificadas como la materia oscura. Es como Copérnico y Kepler, revisando el modelo basado en evidencias empíricas ya conocidas por Ptolomeo. Para más discusión sobre estas alternativas, ver: La respuesta de Henry Norman a ¿Se ha desacreditado la teoría del estado estable? ¿Hay alguna teoría alternativa respetable al Big Bang?

No es tanto una anomalía, sino un gran agujero perdido en la teoría. Tienes básicamente dos opciones.

Primero: la gravitación newtoniana no es válida en la escala de una galaxia espiral típica, cuando de hecho se espera que sea una buena aproximación incluso en escalas mucho más grandes, para cúmulos e incluso para supercúmulos de galaxias.

En segundo lugar, hay materia oscura, lo que significa que no es luminosa. Hay alguna forma de materia más allá de la materia bariónica ordinaria que está contenida en las estrellas, el gas y el polvo, y que también se puede estimar.

No existe una partícula conocida en el modelo estándar que pueda explicar esta materia oscura.

A pesar de las extensas búsquedas de partículas de materia oscura en la Tierra, hasta ahora no se ha encontrado ninguna.

La supersimetría, que ofrecía al socio supersimétrico más ligero como un posible candidato para la materia oscura, ahora parece menos probable en las pocas escalas de TeV, dados los resultados en el LHC.

En realidad, la materia oscura es una anomalía en la comprensión de la estructura y dinámica galáctica, más que en el “paradigma” científico actual.

Paradigma, por cierto, es una palabra terrible. Es mejor atenerse a palabras como teoría y modelo.

Los filósofos de la ciencia casi siempre se equivocan.

No tanto como podrías pensar. Las personas que querían saltar de una galaxia a otra y observar los supercúmulos y el Universo, querían formas de evaluar cuánta masa tenía una galaxia determinada, pero solo tenían que trabajar con “curvas de velocidad” y “luminosidad”. Entonces observaron la velocidad de un segmento circular, y observaron la luminosidad contenida dentro de él, y decidieron que la luminosidad era proporcional a la masa (no oscura) dentro de ese segmento. Cuando te mueves hacia afuera desde el centro, descubres que tienes más masa que luz, y nace “Dark Matter”.

En los siguientes 50 años, tenemos observaciones del centro de las galaxias espirales que nos dicen que las suposiciones hechas anteriormente son simplemente incorrectas, que podemos abarcar las galaxias espirales desde el centro hasta el borde sin ninguna materia oscura. Pero tenemos problemas en el borde, ya que es muy polvoriento y oscuro.

Dark Matter existe, porque los astrónomos odian ser contadores. Y parte de la razón es que no podemos ver estrellas individuales más allá de cierta distancia. No es posible obtener una imagen de una fuente de luz puntual, e incluso con una abertura del tamaño de la Tierra (VLBA), las estrellas mucho más allá de nuestro vecindario local en la Vía Láctea son simplemente “puntuales”.

Pero realmente amo a las personas que crean nuevas teorías (WIMPs, MOND, TeVeS), o intentan revivir el éter, para explicar la Oscuridad, cuando realmente es algo normal. Malgastan sus esfuerzos, para tratar de explicar algo que malinterpretaron por completo, en lugar de mirar lo que Dark Matter * significa *.

En cierto sentido.

La materia oscura existe. Lo sabemos. De hecho, muchas personas lo confunden con la antimateria , que no tiene absolutamente nada que ver con el tema en cuestión. La materia oscura es materia. Tiene propiedades extremadamente similares a la materia ordinaria. Lo que difiere entre los dos es que la materia oscura (como su nombre lo indica) no absorbe, emite ni irradia ningún tipo de radiación. La materia oscura no es visible en ninguna parte del espectro electromagnético.

Esto es una anomalía. Lo que es más anómalo es que este tipo particular de materia compone alrededor del 29% de todo el Universo, y es, de hecho, responsable del 84% de la masa total del Universo.

La materia oscura describe algunos de los efectos más frecuentes sobre la materia visible (ordinaria) en el Cielo Nocturno que la materia ordinaria en sí misma no puede explicar. Algunos de ellos incluyen lentes gravitacionales, las anomalías del fondo cósmico de microondas que no pueden explicarse sin la ayuda de la materia oscura y los efectos observados en otras masas que no pueden estar relacionados con ninguna de las materias visibles. La materia oscura es simplemente una explicación a estas peculiaridades que se observan de vez en cuando. Y es una muy buena explicación en lo que respecta a los científicos. El único problema es que no podemos verlo; y por lo tanto, a partir de ahora, no hay forma de probar su existencia, además de la evidencia experimental que tenemos.

La materia oscura no es una anomalía en sí misma. Es, más bien, una explicación de varias anomalías que se pueden ver en el espacio.

Sí y no. Nada sobre la materia oscura está prohibido con nuestra cosmovisión científica actual. Por lo tanto, solo es anómalo porque fue inesperado. Una vez que lo comprendamos, pasará a formar parte del modelo estándar, que funciona bien. Nada es perfecto. Muchas preguntas quedan sin respuesta. ¡Esperando por ti, quizás, para ser físico y decirnos qué es la materia oscura!

Creo que un “trabajo en progreso” es más parecido … Las vistas cambian a medida que se hacen más observaciones, a medida que los modelos y las simulaciones descartan candidatos para partículas de materia oscura, y a medida que se desarrollan nuevas teorías. Es más como tratar de resolver un misterio con más pistas que aparecen ocasionalmente.

Por primera vez, se ha demostrado que el gas cuántico en un laboratorio “desafía” la gravedad a temperaturas sub-absolutas, por lo tanto, los gases compuestos de “materia transparente” de materia oscura podrían explicar la mayoría de la energía oscura, que como saben no tendría firma electromagnética en ese tipo de temperaturas, por lo que la detección es un desafío.

La materia oscura es detectable por gravedad, pero esta “materia transparente” probablemente tendría una fase cuántica diferente, por lo que es posible que no podamos detectar esas emisiones electromagnéticas o incluso buscarlas en esta coyuntura. Las colisiones de partículas ciertamente también producirán algún tipo de energía, pero es casi seguro que no serán fotones.

Existe una abrumadora evidencia cosmológica de indicadores de materia oscura en escalas más grandes, con simulaciones y modelos para varios candidatos hipotéticos que deben descartarse.

La materia oscura compuesta es un serio contendiente, sin embargo, la única prueba concluyente de la materia oscura vendrá de los experimentos de “detección directa” … Ahora que la búsqueda de WIMP está agotada, es de esperar que un modelo como la materia oscura compuesta se programe para algunos experimentos de detección directa. en los próximos años, pero no creo que haya un modelo favorito en este momento, por lo que es difícil decir si vendrán respuestas sustanciales en términos de años o décadas.

He escrito varios documentos sobre esto, algunos están disponibles en línea, la colección completa como Grand Unification of Dark Matters está disponible en: http://www.amazon.com/dp/1520306318

Realmente no. En el modelo estándar de átomos, hay neutrinos. Hay miles de millones que vuelan por tu ojo en este mismo momento … y, sin embargo, no interactúas con él lo suficiente como para detectarlos.

Por lo tanto, la materia oscura no debería ser demasiado extraña (sí, sé que mi profesor de física estará muy enojado conmigo ahora) por no interactuar además de la gravedad.

La materia oscura es la respuesta a que no pudimos explicar la tasa actual de expansión del universo. Podría explicarse si asumimos la existencia de alguna materia extra, pero como esta materia extra era invisible, la llamamos materia oscura.

Así que lo creamos para salvarnos, pero también es una anaomalía.