¿La razón por la cual se cree que existe la materia oscura es un malentendido de la gravedad causado por asumir que la masa está centrada en un punto?

No estoy seguro de dónde cree que entra en juego la suposición de “la masa está centrada en un punto”. Si quiere decir que las estrellas individuales son masas puntuales, entonces no es un malentendido, es una consecuencia matemática de la ley newtoniana. de gravedad: cualquier distribución de masa acotada esféricamente simétrica puede reemplazarse por una masa puntual en el centro sin cambiar el campo gravitacional medido en el exterior.

Sin embargo, el primer indicio de materia oscura provino del análisis de las curvas de rotación de las galaxias, y al analizarlas, nadie supone que la masa de una galaxia está centrada en un punto. Se construyen modelos elaborados de distribución de masa, y la rotación observada se compara con los resultados de cálculo en esos modelos. Y el resultado es: la distribución de la materia que puede reproducir la rotación observada es muy diferente de la distribución de la materia observada, lo que nos obliga a aceptar que hay una masa “invisible” significativa en la galaxia (o de lo contrario, la ley de la gravedad se desvía del newtoniano en la galaxia escalas de distancia).

No asumimos que la materia oscura es una masa puntual; Nuestra comprensión de la materia oscura es mucho más sofisticada que eso. No conocemos la distribución de la materia oscura en las escalas galácticas extremadamente bien (aunque tenemos una idea bastante buena), pero en escalas más grandes que la galaxia, la imagen se entiende muy bien.

En la escala galáctica, existe cierta incertidumbre sobre cómo se distribuye la materia oscura cerca del centro de las galaxias, y también cierta incertidumbre sobre cuántos pequeños grupos de materia oscura deberíamos esperar ver alrededor de una galaxia como nuestra Vía Láctea. Sin embargo, la imagen principal es bastante buena. El perfil de Navarro-Frenk-White [1] para la distribución de materia oscura, por ejemplo, generalmente se toma como una distribución canónica de materia oscura en nuestra galaxia.

En escalas más grandes, sabemos cómo se ve la estructura de la materia oscura en todo el universo a partir de cálculos teóricos y de modelos muy sofisticados conocidos como simulaciones de N-cuerpos:

La distribución de la materia (incluida la materia oscura) en el universo a grandes escalas se entiende muy bien, y puede ver el acuerdo entre la teoría (curva roja sólida) y la observación (puntos coloreados) en el cálculo del espectro de potencia de la materia:

Esperemos que eso sea suficiente para convencerlo de que estamos más allá de asumir masas de puntos, y que nuestra comprensión de la materia oscura ha sido rigurosamente probada.

[1] Perfil de Navarro – Frenk – White – Wikipedia

Ningún físico serio supone que “la masa está centrada en un punto”.

De hecho, la ecuación de gravedad más básica, conocida en esta forma durante unos 200 años, es la ecuación de Poisson para el campo gravitacional [matemáticas] \ phi [/ matemáticas]: [matemáticas] \ nabla ^ 2 \ phi = -4 \ pi G \ rho [/ matemáticas]. No importa los detalles, lo importante en el lado derecho es [math] \ rho [/ math], que es la densidad de masa: es decir, una distribución continua de masa en todo el espacio. NO centrado en un punto.

Ahora es cierto que las ecuaciones de este tipo, de hecho, se resuelven generalmente mediante un método conocido como el método de las funciones de Green, y la función de Green para esta ecuación puede interpretarse como una suma (o integral) sobre un potencial número infinito de masas puntuales.

También es matemática rigurosa que se puede utilizar para demostrar que si [math] \ rho [/ math] describe una masa esféricamente simétrica (por ejemplo, un planeta o estrella esférica), su campo gravitacional fuera del objeto será idéntico al campo gravitacional de un punto de masa en el centro. Y además, si el objeto se desvía de la simetría perfecta solo en formas menores (por ejemplo, el pequeño bulto de la Tierra debido a su rotación o desviaciones adicionales, incluso más pequeñas debido a irregularidades, por ejemplo, cordilleras), se puede representar como un punto masa con pequeñas correcciones en forma de los llamados armónicos esféricos.

Pero estos no son supuestos. Estos son resultados de matemáticas rigurosas, que nos permiten domar y resolver problemas y hacer cálculos para distribuciones arbitrarias de masa.

Sí, esa es precisamente la razón como se documenta en una respuesta anterior. Contrariamente a esta afirmación en la respuesta de Jerzy Michał Pawlak:

Sin embargo, el primer indicio de materia oscura provino del análisis de las curvas de rotación de las galaxias, y al analizarlas, nadie supone que la masa de una galaxia está centrada en un punto.

Existe una amplia evidencia documental en la literatura histórica y actual de que en algún punto arbitrario en el análisis de la curva de rotación esperada para una galaxia, el método Keplerian se sustituye por un análisis más detallado. La respuesta vinculada anteriormente da varios ejemplos.

Aquí hay otro de un libro de texto universitario ampliamente utilizado [1] por James B. Hartle:

Uno esperaría que la velocidad V ( r ) en el radio r esté relacionada con la masa M ( r ) interior a ese radio por una relación más o menos similar

[matemáticas] \ frac {GM (r)} {r ^ 2} = \ frac {V ^ 2 (r)} {r} [/ matemáticas]

Fuera de un radio que contiene la mayor parte de la masa, V (r) debería, por lo tanto, caerse como [math] r ^ {- \ frac {1} {2}} [/ math]. Pero esto no se ve. Más bien, en casi todos los casos, V ( r ) permanece aproximadamente constante tan lejos como se puede medir.

Observe la imprecisión del lenguaje, “Uno esperaría … una relación más o menos similar” en el primer párrafo introduce la ecuación como si fuera generalmente aplicable. Sin embargo, el segundo párrafo deja en claro: “Fuera de un radio que contiene la mayor parte de la masa …” es donde se aplica realmente la ecuación. Sin embargo, ciertamente no está claro qué se entiende por “la mayoría de la masa”. ¿Eso es el 51%? 60%? 75%? 90%

Tampoco está claro qué lógica física hay detrás de la relación matemática “esperada”. Lo que las matemáticas describen es un sistema kepleriano donde un cuerpo pequeño orbita alrededor de un cuerpo mucho más grande en algún momento. La única distancia involucrada es la distancia radial entre el pequeño cuerpo en órbita y el centro de masa del cuerpo más grande. En el caso del sistema solar, esta es una primera aproximación perfectamente razonable, ya que el 98% de la masa del sistema solar se encuentra en el centro con respecto a los cuerpos planetarios.

En el caso galáctico, sin embargo, el radio orbital del cuerpo pequeño se encuentra dentro de un sistema galáctico mucho más grande. En esta ecuación, la porción de la masa galáctica interior a la órbita se trata como una masa puntual, mientras que toda la masa más allá de la órbita se ignora. Por lo tanto, la interacción viscosa a través de la órbita que debería esperarse entre las masas interior y exterior se elimina por completo de la consideración.

El resultado, entonces, es una descripción matemática completamente inexacta del sistema físico que supuestamente se está modelando. Esencialmente, una ecuación simple de dos cuerpos se aplica incorrectamente a un sistema dinámico de varios cuerpos. Es este matemático irracional lo que engendró a Dark Matter .

Notas al pie

[1] Gravity: An Introduction to Einstein’s General Relativity: James B. Hartle: 9780805386622: Amazon.com: Books

Hay quienes llegarían a la conclusión de que la materia oscura y la energía oscura son producto de nuestra imaginación, algo con cambio rojo, técnicas de medición deficientes, comprensión defectuosa de la gravedad, etc.

La cuestión es que hay evidencia cosmológica abrumadora de indicadores de materia oscura en escalas más grandes, con simulaciones y modelos que los respaldan. Las nuevas tecnologías, como GalICS 2.0, están haciendo que sea más fácil predecir cómo tiene lugar la formación estelar y la formación estelar, incluida la materia ordinaria y la materia oscura, fortaleciendo el caso de que la materia oscura exista.

Para obtener más información sobre cómo la materia oscura y la energía oscura son modelos mucho más simples que los generalmente aceptados, consulte esta respuesta.

Respuesta del usuario de Quora a ¿Hay menos materia oscura hoy que en el universo anterior, debido a que la materia oscura se condensa en partículas de materia ordinaria?

La idea de que el fenómeno que llamamos Dark Matter es en realidad el resultado de la gravedad a gran escala que funciona de manera diferente de lo que creemos actualmente (como lo describe General Relativity) es lo que sustenta un conjunto de hipótesis sobre lo que es Dark Matter, conocido colectivamente como MOND (Modificado Dinámica Newtoniana) hipótesis.

Hasta el momento, ninguno ha explicado con éxito TODAS las observaciones que constituyen la evidencia existente en apoyo de la existencia de Dark Matter, y ninguno hasta ahora ha tenido éxito en explicar todos los OTROS fenómenos gravitacionales que la Relatividad General sí explica.

La evidencia de Dark Matter viene en una variedad de formas. No es solo la velocidad orbital acelerada de las estrellas en los discos galácticos y los halos, sino también el comportamiento de los cúmulos y supercúmulos de galaxias, la naturaleza de las lentes gravitacionales, etc.

Hasta ahora, todas estas observaciones son consistentes con la hipótesis de que la causa es materia adicional, aún no directamente observable, es decir, materia “oscura”.

Parece ser cierto que la materia oscura existe debido a muchos malentendidos. Primero está la gravedad que todavía no entendemos completamente. No se debe toda la masa del cuerpo se concentra en su centro. ¿Qué es la gravedad y cómo es emitida por el cuerpo con masa? ¿Cómo se propaga por el espacio? Nadie sabe exactamente y por eso usan las fórmulas que conducen a la materia oscura. Hay otros malentendidos relacionados con la luz y su propagación a través del espacio. Todavía no entendemos la luz por completo. ¿De qué está hecho? ¿Ondas de energía o partículas como los fotones? La luz está hecha solo de ondas esféricas de energía, pero también creemos que está hecha de fotones. ¿Qué es un fotón entonces? ¿Solo una onda de luz o muchas ondas de luz? Una onda es esférica y luego contiene cuántos fotones. No sabemos. Debido a malentendidos sobre la luz, creemos que el Universo se está expandiendo a una velocidad mayor que la de la luz. Veamos qué hay de malo en las ondas de energía: luz o sonido. En cada libro sobre el efecto Doppler en las ondas sonoras, primero se muestra la fuente de sonido estacionaria y las ondas se muestran con una longitud y frecuencia de onda constante. No importa qué tan lejos viajen. El sonido no es una ola. Es una energía de vibración. Esta energía empuja las moléculas de aire y esas moléculas empujan hacia atrás y se producen ondas. La longitud y la frecuencia de la onda no se mantienen iguales, ya que las ondas de sonido viajan más distancias. Pero los científicos piensan que siguen siendo los mismos sin importar cuán lejos viajen las olas. Lo mismo dicen sobre las ondas de luz. Todas las ondas de energía, agua, sonido o luz, pierden longitud y frecuencia de onda a medida que viajan cada vez más lejos. Este malentendido también conduce al concepto de materia oscura. Hay muchos objetos en el Universo que no entendemos o entendemos erróneamente. Entonces, la materia oscura existe debido a la falta de comprensión del funcionamiento del Universo. Mientras estemos atrapados con el concepto del medio de “éter del espacio-tiempo”, existirá el pensamiento de la materia oscura.

No.

Surge de la observación de que hay más masa en una REGIÓN, que luminosidad de esa REGIÓN. No estamos lo suficientemente enfocados como para decir que hay “n gramos” de materia en la ubicación (x, y, z). Observamos curvas de rotación a tantos años luz del centro de esa galaxia, y sabemos que debe haber tanta masa “dentro” de esa órbita (Kepler) para lograr esa velocidad a largo plazo.

Dark Matter surge de ciertas suposiciones que se hacen, en nuestra prisa por determinar cuánta masa total tiene una galaxia, para que podamos evaluar la cinemática de los supercúmulos galácticos y el Universo en general. Es una decisión requerida cuando se usan “botas de siete ligas”, deja de interesarse en detalles más pequeños.

¿La razón por la cual se cree que existe la materia oscura es un malentendido de la gravedad causado por asumir que la masa está centrada en un punto?

No parece probable.

Si eso fuera cierto, ¿seguramente habría un halo similar de “materia oscura” alrededor del sistema solar?

Sin embargo, no hay evidencia de esto.

Además, no he pensado en esto, pero ¿no rompería con seguridad el Principio de equivalencia? Eso ha sido probado con bastante precisión

Exactamente correcto “… la razón por la cual se cree que existe la materia oscura [es] un malentendido de la gravedad …”. Gran parte del universo ha sido atribuido a la gravedad. Es realmente un efecto muy local del que somos más conscientes porque somos una parte muy pequeña de un universo infinito.

Si comenzamos con una vista de imagen grande, entonces otras fuerzas son mucho más significativas. Debemos eliminar el pensamiento de la pequeña escuela.

  1. Las estrellas no son discos de acreción aleatorios de materia encogida por gravedad.
  2. Las galaxias no son agrupaciones aleatorias de estrellas formadas por gravedad.

La única forma en que sabemos que existen estrellas y galaxias no es sus firmas de gravedad, es la radiación electromagnética de banda ancha. En el mundo real, ¿cómo ha producido el hombre siempre la banda ancha? Nunca usar la gravedad con seguridad. ¿Qué tal chispas? Ese fue el primer origen de transmisión de radio: radiadores sintonizados.

¿Qué es una chispa? Esencialmente una descarga de plasma. Además del antiguo método de sílex vs piedra, ¿cómo generamos chispas? Prueba la electricidad? Entonces, ¿cuál es la evidencia del flujo de corriente eléctrica? Física básica = campos magnéticos.

¿Cuánto plasma hay? 99.99% de todo lo que podemos ver (Hannes Alfven). ¿Detectamos campos magnéticos persistentes en el espacio? ¡Si! Entonces debe haber electricidad manteniéndolos. Entonces eso realmente explica el universo. Los experimentos de laboratorio han formado ‘galaxias’ espirales a partir de las corrientes de plasma (Bostik, Peratt).

Entonces, ¿por qué necesitábamos esa materia oscura?

La creencia en la necesidad de materia oscura y energía oscura y otras entidades extrañas no comprobadas se debe a un malentendido de los fotones de luz / radiación que ahora tiene casi 100 años. Es la suposición de fotones de bosones sin masa que median las fuerzas eléctricas y magnéticas lo que causa que los giros matemáticos y la gimnasia causen materia y energía ‘oscuras’. Esa suposición también limita las fuerzas a la velocidad de c, ¡aunque la fuerza de la gravedad debe actuar más rápido que la velocidad de los fotones que afecta!

Se puede ver un modelo físico de un fotón real en: “Física MC: modelo de un fotón real con estructura y masa”, un documento de la categoría de física de partículas de alta energía viXra, http://vixra.org/pdf/1609.0359v1

La teoría de todo de Gordon muestra muy específicamente cómo se crea un campo gravitacional por partículas que contienen masa (o más específicamente energía E2 que es energía proporcional a c ^ 2.) Mientras que el profesor Toth afirma que ningún físico serio supone que la masa se concentra en un solo punto para partículas o cuerpos grandes, no continúa en detalle al mostrar exactamente cómo se distribuye la masa dentro de una partícula elemental. En otras palabras, él y ningún otro físico parecen conocer la estructura energética interna de las partículas y cómo la masa de partículas que contiene energía E2 llega a crear sus campos gravitacionales.

La matemática de la gravedad descrita por Newton es muy buena, pero no estaba completa porque el modelo dejó de lado el espacio-tiempo. La matemática de Einstein presentada en Relatividad general es una mejora significativa porque incluyó el espacio-tiempo en su modelo que cambió por completo el modelo utilizado en Newton.

Pero lo que Einstein no nos dijo es por qué la masa dobla el espacio-tiempo y de qué está hecho el espacio-tiempo para que tenga la propiedad de ser “flexible”.

La teoría del todo de Gordon deriva las matemáticas de Newton y Einstein, pero las mejora porque proporciona el modelo completo del universo. Agrega las partes del modelo que faltan, incluida la energía del espacio-tiempo mismo y cómo nuestro espacio-tiempo llegó a existir junto con la forma en que las partículas “en” espacio-tiempo llegaron a existir. El Modelo Gordon responde cómo la masa dobla el espacio-tiempo y la estructura energética interna de las partículas que contienen masa.

Si bien el físico serio no cree que la masa se concentre en un solo punto, no parece pensar que la energía E2 (masa) de una partícula se extienda hacia afuera infinitamente. La teoría del todo de Gordon muestra que cada partícula que contiene masa en el universo está dentro del campo de energía de todas las demás partículas que contienen masa en el universo. Cuanto más cerca estén las partículas, mayor será la superposición de su energía E2 y la mayor cantidad de energía E2 en esa región. La teoría del todo de Gordon también muestra que mientras más energía haya en una región del espacio-tiempo, el tiempo más lento se percibirá en esa región desde una perspectiva externa. (Es por eso que el tiempo se ralentiza con el aumento de la intensidad del campo de gravitación)

Esta ralentización del tiempo que vemos en una región central de una galaxia en comparación con sus espirales externas es el resultado de la superposición de la energía E2 más en la región central de la galaxia. También explica por qué la cantidad de materia oscura está relacionada con la cantidad de materia normal en una galaxia. Además, la Teoría de todo de Gordon deriva las ecuaciones de GR y proporciona la base subyacente de lo que se ve como materia oscura dentro de un modelo consistente.

Habrá muchos premios Nobel para aquellos físicos que se toman el tiempo para aprender y luego avanzar en la teoría de todo de Gordon a partir de su matemática básica y el modelo básico presentado en mi libro.

¡No! La materia oscura está afectando a la materia visible, por lo que no saben qué es la fuerza misteriosa que afecta a la materia, por lo que la llamaron materia oscura ya que no pueden verla.

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