En los últimos meses, las bases de la cosmología moderna han sido sacudidas por investigaciones que cuestionan los pilares fundamentales del universo. Desde las curvas de rotación galáctica hasta la expansión acelerada del cosmos, un creciente número de científicos está revisando la necesidad de la esquiva materia oscura, un componente hipotético que no se ha detectado directamente en casi un siglo de investigación.
Por un lado, el físico Rajendra Gupta, de la Universidad de Ottawa, propone un modelo que elimina la materia oscura reinterpretando las propiedades fundamentales del universo primitivo. Por otro lado, un nuevo estudio liderado por Kirill Vankov y Anatoli Vankov aplica las leyes clásicas de Newton a las dinámicas galácticas, demostrando que estas pueden explicarse sin recurrir a materia invisible. Ambas investigaciones apuntan hacia una misma conclusión: el universo podría no ser tan “oscuro” como lo hemos imaginado.
El desafío de las curvas de rotación galáctica
La materia oscura surgió como respuesta a un problema observado en la década de 1930: las curvas de rotación de las galaxias. Según las leyes de Kepler, las estrellas en los bordes exteriores de una galaxia deberían moverse más lentamente que las cercanas al núcleo, ya que la fuerza gravitatoria disminuye con la distancia. Sin embargo, las observaciones mostraron que estas estrellas mantienen velocidades casi constantes, algo que, según los modelos actuales, solo puede explicarse si existe una gran cantidad de masa adicional no visible.
Esta masa invisible, bautizada como materia oscura, se ha convertido en un pilar central de la cosmología moderna. Pero la realidad es que tras décadas de búsquedas experimentales en aceleradores de partículas, telescopios y detectores subterráneos, no se ha encontrado evidencia directa de su existencia. Este vacío ha llevado a algunos científicos a cuestionar si la materia oscura es realmente necesaria o si el problema radica en nuestra comprensión de las leyes gravitacionales. La controversia está servida y las voces en el mundo de la física no están tan unidas como puede parecer a priori.
Newton al rescate: un modelo sin materia oscura
El trabajo de los Vankov presenta un enfoque revolucionario: utilizar las leyes clásicas de Newton para explicar las curvas de rotación galáctica, eliminando por completo la necesidad de materia oscura. En este modelo, las galaxias son vistas como sistemas de anillos auto-sostenidos que interactúan gravitacionalmente. Este concepto describe las galaxias como una serie de anillos concéntricos, cada uno de los cuales genera las fuerzas necesarias para mantener constantes las velocidades de rotación en las regiones exteriores.
Por otra parte, los Vankov introducen el principio de compresión gravitacional máxima, que redefine cómo varía la densidad en los núcleos galácticos y los agujeros negros en función de su masa. Según este principio, no es necesario añadir masa hipotética para explicar las observaciones; basta con ajustar la forma en que modelamos las interacciones gravitatorias dentro de las galaxias.
Aplicando este enfoque a la Vía Láctea, los autores logran explicar las curvas de rotación observadas únicamente con la materia visible. La densidad de masa disminuye proporcionalmente con el radio galáctico, lo que permite mantener velocidades constantes sin requerir un halo masivo de materia oscura. Este resultado también es aplicable a otras galaxias, como Messier-33, demostrando el alcance potencial de este modelo.
Casos destacados: Messier-33, Messier-87 y el algoritmo para dinámicas galácticas
El trabajo de los Vankov no solo presenta un marco teórico basado en las leyes de Newton, sino que también analiza casos concretos de galaxias para demostrar la aplicabilidad de su modelo sin necesidad de materia oscura. Entre estos casos, destacan las galaxias Messier-33 y Messier-87, además del desarrollo de un algoritmo que permite estudiar las distribuciones de masa en galaxias de distintos tipos.
Messier-33 (M-33)
Esta galaxia espiral, conocida por ser aproximadamente la mitad del tamaño de la Vía Láctea, presenta características que la hacen única. A diferencia de otras galaxias espirales, M-33 carece de un agujero negro supermasivo visible y de un bulbo central prominente, lo que plantea interrogantes sobre cómo se mantienen sus dinámicas galácticas.
La curva de rotación de M-33 muestra un comportamiento donde la velocidad aumenta con el radio, lo que indica que la densidad del disco se mantiene constante. En los modelos estándar, este patrón se atribuiría a la presencia de materia oscura para justificar la acumulación de masa necesaria. Sin embargo, los Vankov argumentan que este fenómeno puede entenderse completamente mediante su Principio de Compresión Gravitacional Máxima y las interacciones gravitacionales clásicas, sin necesidad de postular un halo de materia oscura.
Messier-87 (M-87)
En contraste con M-33, M-87 es una galaxia elíptica masiva que alberga el agujero negro supermasivo más masivo conocido, con una masa estimada en 1500 veces la de SgrA*, el agujero negro del centro de la Vía Láctea.
A pesar de su tamaño, los Vankov destacan que la densidad media calculada para este agujero negro es extremadamente baja, comparable a la del aire terrestre. Esto plantea un desafío para interpretarlo como un objeto esférico estable. Según los autores, en lugar de asumir una estructura esférica, el agujero negro de M-87 probablemente está altamente achatado por su rotación, lo que restauraría la densidad y estabilidad necesarias sin necesidad de materia oscura para justificar la masa adicional. Este análisis redefine cómo interpretamos los núcleos galácticos extremos.
Algoritmo para dinámicas galácticas
Además de los casos específicos, los Vankov desarrollaron un algoritmo de descomposición de la masa radial que permite calcular cómo se distribuyen la masa y la densidad en discos galácticos. Este enfoque combina mediciones de las velocidades de rotación (curvas de rotación) con la geometría y las leyes clásicas de Newton para describir cómo las galaxias pueden sostener sus dinámicas internas en ausencia de materia oscura.
Este algoritmo se aplicó a la Vía Láctea, demostrando que su curva de rotación plana puede explicarse con una densidad de masa que disminuye proporcionalmente con el radio galáctico. Los mismos principios se extrapolan a otras galaxias de distintos tamaños, como M-33 y M-87, mostrando que las leyes clásicas son suficientes para describir sus dinámicas internas.
Nuevas perspectivas: el modelo CCC+TL de Rajendra Gupta
Mientras los Vankov se enfocan en las dinámicas internas de las galaxias, el físico Rajendra Gupta aborda el problema de la materia oscura desde una perspectiva cosmológica. Su modelo, conocido como CCC+TL, combina las constantes de acoplamiento covariables (CCC) con la teoría de la “luz cansada” (TL). Este enfoque propone que las fuerzas fundamentales, como la gravedad, podrían cambiar con el tiempo cósmico, y que la luz podría perder energía al viajar grandes distancias.
Gupta sugiere que no es necesario recurrir a la materia oscura para explicar la distribución de la masa en el universo ni a la energía oscura para justificar su expansión acelerada. En cambio, su modelo redefine cómo entendemos las propiedades del espacio-tiempo y los procesos en el universo temprano. Esto conecta directamente con el objetivo de los Vankov: simplificar nuestras explicaciones cosmológicas al máximo, prescindiendo de componentes hipotéticos.
Un cambio de paradigma en la cosmología moderna
Si estas investigaciones prosperan, las implicaciones serían extraordinarias. Un auténtico terremoto en la ciencia. El modelo ΛCDM (Lambda-Cold Dark Matter), que ha dominado la cosmología durante décadas, depende de la materia oscura para explicar la formación de galaxias y cúmulos, así como el fondo cósmico de microondas. Si se demuestra que las galaxias y el universo primitivo pueden explicarse sin materia oscura, este modelo tendría que ser replanteado desde sus bases.
Por último, hay que tener en cuenta que fenómenos atribuibles a la materia oscura, como las lentes gravitatorias o la estructura a gran escala del universo, necesitarían una reinterpretación radical.
Newton regresa para liderar la revolución
En un momento en el que las teorías “oscuras” están siendo cuestionadas, el regreso a las bases de la física clásica podría marcar el comienzo de una nueva era en la cosmología. Un golpe de la ironía y el progreso. Tanto el modelo de los Vankov como el de Gupta demuestran que es posible explicar fenómenos complejos utilizando enfoques innovadores pero simples, que rescatan las bases de Newton mientras introducen nuevas perspectivas sobre la evolución del universo.
¿Estamos presenciando el ocaso de la materia oscura? No lo sabemos. Si estas investigaciones continúan ganando tracción, el universo podría ser mucho más comprensible (y menos oscuro) de lo que hemos imaginado. Lo que está claro es que estamos en medio de un cambio de paradigma que podría redefinir nuestra comprensión de las galaxias, los cúmulos y el cosmos en su totalidad.
¿Es realmente novedoso el enfoque de los Vankov?
El trabajo de Kirill y Anatoli Vankov ofrece un enfoque interesante y alternativo al problema de las curvas de rotación galáctica, basado en una aplicación estricta de las leyes de Newton. Su propuesta de “anillos auto-sostenidos” y el “principio de compresión gravitacional máxima” se destaca por su simplicidad conceptual y por evitar la necesidad de modificar las leyes clásicas o introducir nuevos componentes hipotéticos, como la materia oscura.
Sin embargo, no se puede considerar completamente revolucionario. La búsqueda de explicaciones a las dinámicas galácticas sin materia oscura ha sido explorada previamente, como en la MOND (Modified Newtonian Dynamics) de Milgrom en 1983. Lo que distingue el trabajo de los Vankov es su insistencia en respetar la física clásica tal cual, en lugar de modificarla para adaptarse a las observaciones.
Aunque su modelo es prometedor a nivel galáctico, presenta limitaciones al abordar fenómenos cosmológicos a gran escala, como las lentes gravitatorias, el fondo cósmico de microondas y la distribución de materia en el universo. Estos fenómenos han sido modelados con éxito por el paradigma ΛCDM, que incluye la materia oscura como componente esencial.
En resumen, el enfoque de los Vankov es novedoso en su reinterpretación de las dinámicas galácticas, pero no ofrece un reemplazo completo para el modelo cosmológico estándar. Es una contribución importante dentro de un campo en constante evolución, pero aún está lejos de refutar por completo la necesidad de la materia oscura en el universo.
Referencias
Cortesía de Muy Interesante
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