Durante muchos años, los científicos han creído que la materia y la energía oscuras constituyen la mayor parte del universo. Pero una nueva investigación desafía la posibilidad de que este misterioso ingrediente no exista. En cambio, los efectos que atribuimos podrían surgir naturalmente si las fuerzas fundamentales del universo se debilitaran gradualmente a medida que creciera.
La investigación, dirigida por Rajendra Gupta, profesor asociado del Departamento de Física de la Universidad de Ottawa, sugiere que los cambios graduales en la intensidad de las fuerzas naturales (como la gravedad) a lo largo del tiempo y el espacio pueden explicar parte del sorprendente comportamiento cosmológico. Esto incluye cómo giran, evolucionan y se agrupan las galaxias, así como cómo se expande el universo.
Supuestos desafiantes de retención prolongada
“Las fuerzas del universo en realidad se debilitan en promedio”, explica el profesor Gupta. “Esta debilidad parece indicar que un choque misterioso expande rápidamente el universo (que se identifica como energía oscura). Sin embargo, en la escala galáctica y de cúmulos de galaxias, la variación de estas fuerzas sobre su espacio gravitacionalmente ligado da como resultado un exceso de gravedad (que se cree que se debe a la materia oscura). Pero esas cosas también pueden verse debilitadas por la fuerza perturbadora de la energía”.
Y continúa: “Se necesitan dos fenómenos diferentes para ser explicados por la materia y la energía oscuras: el primero es a escala cósmica, es decir, el universo es homogéneo e igual en todas las direcciones a escalas superiores a 600 millones de años luz. El segundo es a escala astrofísica, es decir, a escalas más pequeñas, dos aspectos del universo ideales y dependientes de la escala. Las únicas ecuaciones diferentes que se necesitan para explicar las observaciones que utilizan materia y energía oscuras. La nuestra se explica por la Misma ecuación y sin materia oscura ni energía oscura.”
Gupta añadió que el método proporciona un marco único para explicar observaciones como la rotación de galaxias, la agrupación y la curvatura de la luz alrededor de objetos masivos. “Es simplemente el resultado de los constantes cambios y derretimientos de la naturaleza a medida que el universo envejece”, dice.
Un nuevo modelo a escala galáctica
En trabajos anteriores, el profesor Gupta cuestionó la existencia de materia oscura a escala cósmica. Su última investigación extiende esa idea a escalas astrofísicas más pequeñas, examinando cómo giran las galaxias.
En este modelo, un parámetro conocido como α surge cuando se permite que evolucionen las constantes de acoplamiento (cantidades que describen la fuerza de las fuerzas fundamentales). Este término α actúa como un componente adicional en la ecuación gravitacional, reproduciendo el mismo efecto tradicionalmente explicado por la materia y la energía oscuras.
A gran escala, α se trata como una constante (por ejemplo, utilizando datos de supernova). A nivel local, dentro de la galaxia, α cambia dependiendo de cómo se distribuye la materia común (agujeros negros, estrellas, planetas y gas). En las regiones ricas en materiales, el efecto es menor; En raras regiones es más fuerte. Como resultado, el modelo explica naturalmente por qué las estrellas en las regiones exteriores de una galaxia se mueven más rápido de lo esperado sin invocar halos de materia oscura invisibles.
Repensar la línea de tiempo del universo
Gupta cree que este enfoque podría ayudar a resolver enigmas astronómicos de larga data. “Durante años, hemos luchado por explicar cómo las galaxias en el universo primitivo se formaron tan rápidamente y se volvieron tan masivas”, señala. “Con nuestro modelo, no es necesario asumir ninguna partícula extraterrestre ni romper las leyes de la física. La línea de tiempo del universo simplemente se expande, aproximadamente duplicando la edad del universo y dejando espacio para lo que observamos”.
Al ampliar efectivamente la línea de tiempo del desarrollo del universo, el modelo hace que sea más fácil comprender cómo se pudieron formar estructuras masivas, como galaxias y agujeros negros, tan rápidamente después del Big Bang.
Esta teoría podría cambiar drásticamente nuestra comprensión del cosmos. Incluso sugiere que la búsqueda de décadas de partículas de materia oscura, que cuesta miles de millones de dólares, puede no ser necesaria. Incluso si se descubrieran partículas tan exóticas, argumentó Gupta, todavía representarían alrededor de seis veces la masa de la materia ordinaria.
“A veces, la explicación más sencilla es la mejor. Quizás el mayor misterio del universo sea la trampa que juegan las constantes evolutivas de la naturaleza”, concluye.
El estudio, titulado “Prueba de la cosmología CCC+TL con curvas de rotación de galaxias”, aparece en la revista revisada por pares. galaxia
