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Tema: ¿Por qué se piensa que en el universo hay materia oscura?

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    Predeterminado ¿Por qué se piensa que en el universo hay materia oscura?


    Representación artística del halo de materia oscura que supuestamente rodea a la Vía Láctea. ESO

    Los movimientos de los astros han estimulado, desde los tiempos más remotos, la búsqueda de explicación racional del mundo del que formamos parte, una búsqueda que si se realiza de manera adecuada se denomina ciencia. Los planetas se movían en el cielo, de manera irregular, las estrellas también y las constelaciones cambiaban de sitio con los siglos. La pregunta de Hooke a Newton de cual sería la trayectoria de un planeta sometido a una ley del inverso del cuadrado de su distancia al sol estimuló la salida final de la física del reino de la especulación y su entrada en el de la ciencia. De todos los proponentes de ese tipo de fuerzas, solo Newton produjo como resultado las órbitas elípticas empíricamente encontradas por Kepler para los planetas.

    La ciencia exige la medida de los fenómenos que trata de explicar, y la comprobación en el laboratorio de sus predicciones. Si no ocurre así, las teorías no pasan de cuentos, hipótesis y doctrinas místicas. Dos casos, entre miles de ellos ilustran ésto: Los Rayos 'N' de Blondot, en 1903, y la 'fusión fría' de 1989. O los modelos propuestos para tratar de entender el mundo subatómico, modelos que han ido quedando obsoletos con el paso de los años. Hasta el creador de la idea de las supercuerdas se dedica estos días a otras cosas.

    Los datos recogidos a miles de millones por los observatorios astronómicos basados en tierra o en satélites en órbita alrededor del planeta indican que el movimiento de las estrellas de las ''galaxias'' (recordemos que las galaxias no son objetos físicos, sino construcciones mentales o matemáticas que asignan estrellas a regiones del espacio) una vez filtrados y analizados, que ese movimiento difiere del calculado utilizando el modelo matemático que se denomina ''Relatividad General'', publicado por Einstein en 1915 unos días antes del mismo modelo propuesto por David Hilbert.

    Los seres humanos gustamos de lo desconocido, de lo invisible. La realidad repele a una buena parte de estos seres humanos, aunque la realidad es lo único bello que hay en el universo. Desde que tenemos conciencia hemos buscado hadas, brujas, demonios y ángeles: seres oscuros, invisibles, que se supone detectamos por los efectos que producen, pero que no se pueden ver, medir, verificar, ni siquiera en principio.

    Existen discrepancias entre las velocidades de conjuntos de estrellas medidas con nuestros aparatos, y las predicciones de las teorías. Para resolver estas discrepancias muchos físicos han postulado una ''materia oscura'' que no se puede ver, medir ni verificar, y que se supone que existe por los efectos que produce. Esto no solo ocurre con las velocidades de las estrellas, sino que en el otro extremo del espectro, en el del tamaño de los protones, se postula mediante los quarks, entidades teóricas que por definición no se pueden ver, medir ni validar, y se detectan por los efectos que producen.

    El funcionamiento de la mente humana es muy curioso. Presentada la mente con imágenes de exactamente el mismo tamaño, pero dibujadas dentro de líneas convergentes, la mente asigna tamaños cada vez más grandes a las figuras que están cada vez más cerca del punto sobre el que convergen las líneas. Como seres humanos, en vez de cambiar nuestros modelos mentales, preferimos cambiar los datos reales.

    Las medidas de la interacción de la radiación electromagnética con las paredes de una cavidad con un único agujero muy pequeño, y las paredes ennegrecidas con una capa de carbón (lo que se denominó ''cuerpo negro'') indicaban que la energía emitida por un cuerpo no se absorbía por otro de manera continua, sino de forma discreta, y equivalentemente solo se emitía en cuantos de radiación. Esta realidad fue descrita por Ludwig Boltzmann en 1877. Planck se resistió durante años a asumir esa realidad para entender la radiación del cuerpo negro: prefería toda clase de hipótesis traídas por los pelos antes que cambiar sus ecuaciones, su modelo mental de la realidad física.

    Desde 1865 se sabía que la velocidad de la luz era la velocidad de las ondas electromagnéticas. ¿Pero velocidad en cual sistema de referencia? Porque cuando vamos en un tren las sillas del tren tienen velocidad cero, respecto de nosotros, pero se mueven muy deprisa respecto a una persona que las mire cuando el tren pasa sin frenar por un apeadero. El modelo mental del mundo físico era que éste estaba todo él permeado por un éter de propiedades irreales: Inmensamente rígido e inmensamente tenue, respecto del cual se movía la luz. Desde 1887, cuando Michelson y Morley encontraron que la luz (las sillas) se movía(n) a la misma velocidad si el tren pasaba por el apeadero y si estaba quieto, las dos mejores mentes de la física y de las matemáticas, Hendrik Lorentz y Henri Poincaré intentaron, en una multitud de artículos, resolver la inconsistencia entre las medidas y el modelo mental del éter. Einstein lo resolvió de un plumazo: no existía ese éter.

    Muchas veces la solución de los problemas consiste en cambiar los modelos mentales, que suelen haberse creado en tiempos antiguos para explicar fenómenos mal medidos. Cuando se miden bien las cosas, se prefiere buscar ángeles en vez de cambiar los modelos, antes que aprender a pensar de manera distinta. La inercia mental, incluso de los científicos, es enorme.

    Hoy día se plantea una serie de hipótesis para tratar de explicar las discrepancias entre lo que medimos de las estrellas (Michelson) y lo que nos dicen los modelos, por ejemplo, la Relatividad General (Lorentz). Entre otras se propone la existencia de un número inmenso de partículas de masa muy pequeña, que permean todo el espacio, incluidos los cuerpos sólidos: los neutrinos. Pero como no se acomodan las medidas con los tres neutrinos propuestos para la separación de un electrón del neutrón para volver a protón+electrón+neutrino, se propone otro neutrino, esta vez denominado ''estéril''. La materia oscura serían números astronómicos de esos neutrinos estériles, de muy alta masa (relativa) e inmensamente tenues (¿un éter del siglo XXI?).

    Pero nadie sabe de donde pudieron salir esos neutrinos, no se han medido, visto, ni validado. Las posibles explicaciones son colecciones de ''puede ser'', ''es posible'', ''se generarían en una fluctuación', .... Particularmente en la literatura pseudo-científica que hoy llena bastantes estantes en las bibliotecas de las universidades se lee mucho esto de ''se pudo originar en una fluctuación ...'' que no explica absolutamente nada y es una frase vacía de contenido.

    Las estrellas del universo no se mueven como predicen los modelos mentales (las ecuaciones) que nos hemos hecho del mismo. Podemos introducir hipótesis sobre entidades no medibles, a céntimo la docena, para explicar los desacuerdos.

    Pero podemos, también, buscar, como hicieron Boltzmann, Planck y Einstein, una nueva forma mental de analizar el mundo, nuevos modelos matemáticos, ecuaciones nuevas. Las de Planck, y Einstein tienen más de 100 años: Son el equivalente hoy de las ideas de Laplace para ellos en 1900. Si se cambiaron las ecuaciones de la mecánica clásica en 1900 a la cuántica y la relatividad, ¿No sería hora de buscar correcciones a la mecánica cuántica y a la relatividad general?

    No hay verdades absolutas, ni los dogmas son formas correctas de pensar. Como seres humanos aprendemos todos los días, y todos los días debemos cambiar nuestras imágenes mentales para adaptarlas a la realidad que vamos descubriendo día a día, minuto a minuto. No solo en la ciencia. En la sociología, en la política, en la economía lo necesitamos aún mas que en el análisis constante de la naturaleza.

    Elmundo.es 04/05/14 (Antonio Ruiz de Elvira, Catedrático de Física Aplicada en la Universidad de Alcalá de Henares.)
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  2. El Siguiente Usuario Agradeció a valalca Por Este Mensaje:

    jaume666 (04/05/2014)

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