¿la materia oscura es evidencia de un nivel más profundo de la realidad?

¿la materia oscura es evidencia de un nivel más profundo de la realidad?


abril 9, 2013 por maestroviejo




Erik Verlinde propone una
explicación del universo que podría plantar una alternativa a las
constantes gravitacionales de Newton, además de poner en duda la
estabilidad del continuo espacio temporal.




Una de las tendencias de la física
teórica es la búsqueda del siempre esquivo campo unificado, una
explicación de la naturaleza del universo que sea congruente, continua y
accesible a la experiencia empírica. La “unificación”, en nuestros
días, consiste en tratar de compatibilizar la teoría del campo cuántico
on la teoría general de la relatividad de Einstein, las cuales, dentro
de sus basamentos sólidos, siguen siendo mutuamente incompatibles. Para
encontrar el “campo común” de nuestras explicaciones del universo sería
necesario dejar de pensar de la misma manera nociones tan cotidianas
como el continuo espacio temporal. Eso es justamente lo que propone el
teórico de supercuerdas Erik Verlinde.

Durante un taller de investigación en el
Kavli Institute for Theoretical Physics se discutió ampliamente un
trabajo de Verlinde que, aunque simple, quiebra las cabezas de los
teóricos más avezados. “Sobre el origen de la gravedad y las Leyes de
Newton” (que puede consultarse aquí en
inglés). Decimos que es simple porque su premisa es muy básica, pero
sus consecuencias replantean por entero nuestro entendimiento del
universo. Creemos que la ley de gravedad formulada por Newton es una
constante universal si se asume la existencia del espacio también como
una constante. Pero para Verlinde, la gravedad es una fuerza entrópica
contingente provocada por cambios en la información asociada a la
posición de los cuerpos en dicho espacio. Más impresionante: una
relativización general de tales argumentos es compatible con las
ecuaciones de Einstein. Dicho de otro modo: si el espacio es emergente
incluso la ley de inercia de Newton requiere replantearse.



Los asistentes al taller de Kavli se
inclinan a pensar que el tiempo y el espacio no son, pues, las
condiciones básicas del universo, sino situaciones o fenómenos
emergentes, la punta apenas visible de un enorme iceberg cuántico. Los
argumentos a favor recaen en la existencia de los hoyos negros. La
gravedad en ellos funciona de versiones distintas a la termodinámica
clásica. De ser así, los hoyos negros representarían una nueva fase de
la materia. Fuera de ellos, los “grados de libertad” del universo (las
posibilidades contenidas en la construcción del universo) estarían en un
estado de baja energía, un arreglo provisional que experimentamos como
el continuo espacio temporal. Sin embargo, al interior del hoyo negro,
las condiciones son tan extremas que dicha estabilidad se quiebra.

Según Verlinde, dentro de los hoyos
negros “puedes derretir el continuo espacio temporal. Es ahí realmente
donde el continuo espacio temporal termina. Para entender lo que ocurre
necesitas utilizar estos grados de libertad subyacentes.” Aquí es donde
se pone interesante: estos “grados de libertad” no pueden ser pensados
como “existentes” en un lugar, pues trascienden lo que entendemos por
“espacio”. Su lugar es una realidad abstracta de pura posibilidad o
“fase espacio”, con un repertorio de comportamientos inimaginablemente
rico. Resumiendo: la gravedad para Verlinde no es una fuerza de la
naturaleza como se pensaba desde Newton, sino una fuerza entrópica
producto de dinámicas de menor escala.

Para Verlinde, las explicaciones actuales
sobre las “anomalías” de los campos gravitatorios no son
satisfactorias: la materia oscura parece un flogisto esquivo, una
explicación contingente sobre algo para lo que aún no tenemos las
herramientas teóricas de análisis. La alternativa para los fenómenos que
hasta ahora se explican mediante la presunción de existencia de la
materia oscura se conoce como MOND (Dinámica Newtoniana Modificada), la
cual no es solamente una reinterpretación de las leyes de la física,
sino la evidencia de un estrato subyacente. Mediante las fórmulas de
MOND se puede explicar el comportamiento de la materia oscura de manera
sencilla, la cual obedecería un patrón que los investigadores aún están
resolviendo.

En el modelo del universo de Verlinde,
toda la materia (tanto la “normal” como la materia oscura) consiste en
vibraciones de los grados de libertad subyacente, por lo cual la
materia, en cierto modo, se crea y se destruye todo el tiempo. Tales
grados de libertad también explican la energía oscura, unificando los
componentes del universo. Lo que diferencia tales componentes es su
velocidad de respuesta: la materia común es lo más superficial, la
materia oscura está “debajo”, en una “frecuencia” menor pero muy
poderosa, y la energía oscura en un estado de lenta estabilidad.

Aunque, como Verlinde cree, la materia
oscura y la energía oscura no sean evidencia de una realidad
“subyacente”, su teoría nos alienta a preguntarnos si las herramientas
teóricas con las que pensamos actualmente el universo son las más
correctas o, por el contrario, ni siquiera las bases estables de la
realidad (el espacio y el tiempo) son básicas ni mucho menos estables.

[Scientific American]

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