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Hilo: Una teoría unificadora de la energía oscura y la materia oscura

  1. #1
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    Predeterminado Una teoría unificadora de la energía oscura y la materia oscura

    Se ha publicado en Arxiv y en Astronomy & Astrophisics un articulo llamado A unifying theory of dark energy and dark matter: Negative masses and matter creation within a modified ΛCDM framework

    sus links son

    https://www.aanda.org/component/arti...6361/201832898

    https://arxiv.org/abs/1712.07962

    cito el Abstract

    Dark energy and dark matter constitute 95% of the observable Universe. Yet the physical nature of these two phenomena remains a mystery. Einstein suggested a long-forgotten solution: gravitationally repulsive negative masses, which drive cosmic expansion and cannot coalesce into light-emitting structures. However, contemporary cosmological results are derived upon the reasonable assumption that the Universe only contains positive masses. By reconsidering this assumption, I have constructed a toy model which suggests that both dark phenomena can be unified into a single negative mass fluid. The model is a modified ΛCDM cosmology, and indicates that continuously-created negative masses can resemble the cosmological constant and can flatten the rotation curves of galaxies. The model leads to a cyclic universe with a time-variable Hubble parameter, potentially providing compatibility with the current tension that is emerging in cosmological measurements. In the first three-dimensional N-body simulations of negative mass matter in the scientific literature, this exotic material naturally forms haloes around galaxies that extend to several galactic radii. These haloes are not cuspy. The proposed cosmological model is therefore able to predict the observed distribution of dark matter in galaxies from first principles. The model makes several testable predictions and seems to have the potential to be consistent with observational evidence from distant supernovae, the cosmic microwave background, and galaxy clusters. These findings may imply that negative masses are a real and physical aspect of our Universe, or alternatively may imply the existence of a superseding theory that in some limit can be modelled by effective negative masses. Both cases lead to the surprising conclusion that the compelling puzzle of the dark Universe may have been due to a simple sign error.
    La energía oscura y la materia oscura constituyen el 95% del universo observable. Sin embargo, la naturaleza física de estos dos fenómenos sigue siendo un misterio. Einstein sugirió una solución olvidada desde hace mucho tiempo: las masas negativas repulsivas por gravedad, que impulsan la expansión cósmica y no pueden unirse en estructuras emisoras de luz. Sin embargo, los resultados cosmológicos contemporáneos se derivan del supuesto razonable de que el Universo solo contiene masas positivas. Al reconsiderar esta suposición, he construido un modelo de juguete que sugiere que ambos fenómenos oscuros se pueden unificar en un único fluido de masa negativa. El modelo es una versión modificada ΛLa cosmología CDM indica que las masas negativas creadas de forma continua pueden parecerse a la constante cosmológica y pueden aplanar las curvas de rotación de las galaxias. El modelo conduce a un universo cíclico con un parámetro de Hubble variable en el tiempo, que puede proporcionar compatibilidad con la tensión actual que está emergiendo en las mediciones cosmológicas. En las primeras simulaciones tridimensionales del cuerpo N de la materia de masa negativa en la literatura científica, este material exótico forma naturalmente halos alrededor de galaxias que se extienden a varios radios galácticos. Estos halos no son cuspy. El modelo cosmológico propuesto es, por lo tanto, capaz de predecir la distribución observada de la materia oscura en las galaxias a partir de los primeros principios. El modelo hace varias predicciones comprobables y parece tener el potencial de ser consistente con la evidencia observacional de supernovas distantes. El fondo cósmico de microondas, y los cúmulos de galaxias. Estos hallazgos pueden implicar que las masas negativas son un aspecto real y físico de nuestro Universo, o alternativamente pueden implicar la existencia de una teoría de superación que en cierto límite puede ser modelada por masas negativas efectivas. Ambos casos llevan a la sorprendente conclusión de que el convincente enigma del Universo oscuro puede deberse a un simple error de signo.
    he leido el contenido, es un poco mas avanzado a mis conocimientos, pero las ideas en que se basan son sencillas, y no entiendo porque no se ha avanzado en ese sentido antes, en particular me llaman la atención las propiedades del modelo


    La teoría, las simulaciones y las observaciones sugieren que esta cosmología particular tiene las siguientes propiedades:
    1. La geometría del universo en esta cosmología tiene una curvatura espacial negativa, k = −1.
    2. La creación continua de masas negativas puede parecerse a una constante cosmológica, con Λ <0.
    3. Las masas negativas pueden dar lugar a un parámetro de Hubble variable en el tiempo.
    4. Las masas negativas pueden ser atraídas intrínsecamente hacia regiones de masa positiva, lo que lleva a un aumento en la densidad que se manifiesta como un halo de materia oscura que se extiende a varios radios galácticos.
    5. Debido a la auto-repulsión mutua entre las masas negativas, los halos de materia oscura formados a partir de masas negativas no son cúspides y, por lo tanto, podrían proporcionar una resolución del problema cuspí-halo.
    6. Las curvas de rotación de las galaxias pueden ser aplanadas por las masas negativas en el halo de materia oscura circundante, sin embargo, también se predice que la curva aumentará linealmente en las regiones más externas de las galaxias. Esto puede ser consistente con hallazgos observacionales previos, que han encontrado que la mayoría de las curvas de rotación están aumentando lentamente incluso en el punto más lejano medido (por ejemplo, Rubin et al. 1980 ).
    7. La formación de la estructura parece tener lugar en un universo de masas positivo y negativo, lo que lleva a la serie convencional de filamentos, huecos, cúmulos ricos y galaxias de campo.
    8. Las observaciones de las supernovas de una constante cosmológica positiva hicieron el supuesto crítico razonable de que toda la masa es positiva. Al relajar esta suposición, los datos de supernovas de Riess et al. (1998) y Perlmutter et al. (1999) ellos mismos derivan una densidad de masa negativa en el Universo.
    9. Parece que el primer pico acústico en el CMB podría emerger naturalmente en la escala correcta en una cosmología de masas negativa. Varios efectos físicos adicionales en el CMB deben considerarse completamente, y determinar los efectos que tienen las masas negativas en los picos de CMB de segundo, tercer y mayor orden puede permitir una prueba robusta para validar o descartar la presencia de una masa negativa en el Universo.
    10. En esta cosmología, las masas negativas se distribuyen en todo el espacio-tiempo, de modo que los grupos de galaxias no pueden representar cubos estándar. Varias observaciones de cúmulos de galaxias parecen haber inferido la presencia de una masa negativa en los entornos de cúmulos.
    11. La introducción de masas negativas puede llevar a un espacio Anti-de Sitter. Esto correspondería a una de las áreas más investigadas de la teoría de cuerdas, la correspondencia Anti-de Sitter / Conformal Field Theory, y si fuera aplicable a nuestro propio Universo, sugeriría que la teoría de cuerdas posiblemente tenga aplicaciones físicas directas.
    12. Se pronostica que las masas negativas producirán una inestabilidad en el vacío, lo que sugeriría que el vacío en sí está experimentando un decaimiento lento y estable. En esta cosmología, el universo estaría tomando un estado energético cada vez más negativo debido a la creación continua de masas negativas. Si bien tal inestabilidad al vacío se considera normalmente como una insuficiencia teórica de masas negativas, en este caso particular no es un error, sino una característica de la cosmología propuesta.
    que interpreto de la siguiente manera muy a las mias

    1. Las teorías actuales (Metrica FRLW y las ecuaciones de Friedmann) introducen la constante cosmológica con curvatura nula, las mediciones experimentales actuales detallan K\cong0 , entonces esta teoría dice que estamos midiendo mal, y que no es necesaria la constante cosmológica.
    2. Afirma que en el espacio existe una tasa de creación de masa negativa, y que su energía también negativa , podría ser el motor de la expansión acelerada debido a su auto repulsión, si bien las fuerzas gravitacionales son atractivas su aceleración se da en el sentido contrario, creando áreas vastas de masa negativa rodeando masa positiva, lo que cuadra con la curva asintótica de la velocidad de rotación de galaxias.
    3. Nada diferente a lo que hace la masa positiva.
    4. Directamente apunta a que lo que creemos es materia oscura es "materia" de masa negativa.
    5. Desconozco el tema, vere que puedo investigar...
    6. Reafirma lo dicho en 2.
    7. Dice que todo el proceso de creación de estructuras estelares , se debe a interacciones gravitatorias entre masas positivas y negativas, como resultado se puede explicar la creación de filamentos galácticos, galaxias etc..
    8 Afirman que mas datos experimentales siguen cuadrando con su teoría.
    9. Apuntan a donde se debería experimentar para ver si tienen razón
    10.???
    11. Dicen que sus predicciones, son compatibles, con ciertos modelos de universo en el que la teoría de cuerdas puede dar resultados experimentales medibles.
    12 Como la creación de masa negativa implica la creación de energía negativa, dicen que no es un defecto del modelo sino una de sus características descriptivas.


    Quizá compartan conmigo o no que ...


    Afirman que la masa negativa puede colisionar con la positiva,.... pero acaso hemos visto algún movimiento inesperado de una masa positiva debido a la colisión de materia oscura, ??? ....pues dicen que es de esperar que se cumplan las leyes de conservación de momento y energía. Pero afirman que la densidad de masa negativa es tal que permanece siempre constante debido a su propia auto repulsión y por eso no notamos las colisiones o la presencia de viento de éter o algo que se le parezca...porque la densidad de materia oscura es constante localmente.
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    Además si una masa positiva es rodeada por masas negativas con las que está manteniendo una interacción del tipo gravitatoria, existirá un potencial energético que regirá la interacción, y para mover la masa positiva hay que aplicar una cierta cantidad de energía al sistema como trabajo para vencer al potencial, que supongo también arrastra a las masas negativas.

    Bueno, entonces si ejerzo la suficiente fuerza para romper el vínculo gravitacional, es decir mover la masa a mayor velocidad que la velocidad de escape, tendríamos que notar que al aplicar nuevamente la misma fuerza debería cambiar la aceleración de la masa positiva resultante ya que no estaría ligada gravitacionalmente a masas negativas que antes eran arrastradas... si la aceleración cae es porque la masa negativa ha dejado de aportar energía negativa al sistema y ahora se necesita mas positiva para acelerar la misma masa... y esto no es contrario a lo que la relatividad especial dice, que es que a mayor velocidad necesito más energía para lograr el mismo cambio de velocidad..


    Quisiera saber si alguien ha podido entender mejor el modelo , que si se pone que una masa en movimiento a mayor velocidad que la de escape de la galaxia , aceleraría o bien más o menos que una estática por estos lares, y eso si contradice a la relatividad que hace la predicción exacta...
    Me formado la idea de que se puede probar esto entonces yendo a medir donde no hay materia oscura o negativa, es decir afuera de la galaxia,(quien podría llegarse hasta allí y volver a 50000Al) o bien mi objeción sobre que no se cumple la segunda ley de Newton o la RE debería esperar a construir un cohete que se mueva por lo menos a 550km/s ....ahora bien ,la velocidad heliocéntrica más rápida la desarrolló la Parker Solar Probe con 95km/s, que está más de 5 veces por debajo de esta velocidad, para que notemos el cambio cuantitativo apreciable.

    Pero recuerdo que en los aceleradores de partículas se superan ampliamente estas velocidades en mediciones muy precisas, y no creo que se haya notado cambio alguno en la aceleración pasada cierta velocidad que no se corresponda con la RE, ya lo hubiéramos sabido, y pueden decir que ahora el arrastre es debido a las colisiones entre masas positivas y negativas y que entonces no se puede observar tal diferencia.... por lo que creo entonces solo queda probar entonces en las lejanías de la galaxia.
    Aunque luego si no hay detección en cambio en la aceleración respecto a la RE se podrían cerrar diciendo que se debe a la creación de masa negativa interestelar como afirman a mitad de texto, pero como para ello han impuesto una tasa de creación, y no hablan de que se cree masa negativa con mayor probabilidad en las cercanía de masa positiva sino que la aglomeración es puramente un efecto gravitacional o de curvatura espacio temporal, por lo que habrá una diferencia clara aceleraciones entre uno u otro caso , y se puede probar que están en lo cierto...




    Que opinan, he trasnochado mucho? es una teoría solida ...O los trasnochados son los que publicaron?
    Última edición por Richard R Richard; 09/12/2018 a las 11:52:40. Razón: aclaración
    Saludos \mathbb {R}^3

  2. 4 usuarios dan las gracias a Richard R Richard por este mensaje tan útil:

    AlexFeynman (09/12/2018),Maq77 (12/12/2018),MrM (10/12/2018),Pola (09/12/2018)

  3. #2
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    Predeterminado Re: Una teoría unificadora de la energía oscura y la materia oscura

    Yo me pierdo....aunque por lo poco que entiendo me parece una teoría interesante.
    Un par de preguntas:
    ¿La materia negativa es anti-materia?
    Si lo es: ¿lo es siempre, en todo caso?
    Y una observación: no me gustan los supuestos en lo que se crea materia de la nada.

  4. #3
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    Predeterminado Re: Una teoría unificadora de la energía oscura y la materia oscura

    Hola Pola ,

    Cita Escrito por Pola Ver mensaje
    ¿La materia negativa es anti-materia?
    La antimateria no es materia de masa negativa, la antimateria es similar a la materia pero de carga eléctrica opuesta (en realidad esta compuesta de antiquarks, pero de cuántica no se mucho, así que más no opino), pero su masa es positiva por ejemplo la del positrón https://es.wikipedia.org/wiki/Positr%C3%B3n es +\notcien{9,10938215}{-31}kg.


    Cita Escrito por Pola Ver mensaje
    Y una observación: no me gustan los supuestos en lo que se crea materia de la nada.
    Si hablan de una materia exótica, que tendrán que probar su existencia, que tiene masa negativa, y que existe un mecanismo que la crea en el espacio interestelar, para reforzar el modelo \LambdaCDM, y aportar una causa mas a la expansión del universo, si es que quieren reemplazar a la energía oscura que ha sido tenida en cuenta con la densidad \Omega_{\Lambda}, en las ecuaciones de Friedmann.

    Mas allá de divulgar la noticia , mas me inspiro publicar esto porque para mi el hecho de que la materia de masa negativa interaccione gravitacionalmente con la materia positiva ordinaria, tiene mas inconvenientes , que virtudes, esperemos que algún forero pueda echar más luz al tema.Porque? porque para mi la materia de masa negativa no puede acumularse como una sumatoria de masa -m alrededor de una masa positiva con masa m, como un remolino, nada impide que pueda alcanzarse la igualdad en cualquier valor de m, la masa total es 0 y según predicen así el movimiento del conjunto es caótico, y cualquier fuerza la puede acelerar descontroladamente, eso no se ha visto en la naturaleza, a menos que con eso quieran explicar la existencia de fotones, o el movimiento Browniano.

    - - - Actualizado - - -

    Algunos portales divulgan la publicación https://www.abc.es/ciencia/abci-y-si...ticia_amp.html
    El concepto de masa negativa para explicar otros fenómenos para mi sorpresa no es nuevo.
    Última edición por Richard R Richard; 09/12/2018 a las 14:01:26.
    Saludos \mathbb {R}^3

  5. El siguiente usuario da las gracias a Richard R Richard por este mensaje tan útil:

    Pola (11/12/2018)

  6. #4
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    Predeterminado Re: Una teoría unificadora de la energía oscura y la materia oscura

    Al igual que tú Richard esperaba que alguien con más conocimiento del tema viniera a aclarar un poco el asunto, ya que de ser verdad, sería algo que en mi inexperta opinión sobre el tema sería revolucionario.

    Por otra parte, yo sí conocía el concepto de masa negativa, pero concretamente el de masa efectiva negativa, como por ejemplo aquí:

    https://futurescience.org/negative-effective-mass/
    "An expert is a person who has made all the mistakes that can be made in a very narrow field."

    "When one teaches, two learn."

     d \star \mathbf{F}={^\star}\mathbf{J}

  7. #5
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    Predeterminado Re: Una teoría unificadora de la energía oscura y la materia oscura

    Hola.

    Entiendo que masas negativas no son ontológicamente imposibles, y que podrían ser una posible interpretación para la energía oscura.

    Lo que no veo es como son una explicación a los fenómenos observados de materia oscura. Lo primero es la evidencia de la curva de rotación de las estrellas https://en.wikipedia.org/wiki/Galaxy_rotation_curve materia , que sugiere que hay más masa de la visible, no menos. No veo cómo masa negativa explica esto.

    Lo segundo son las lentes gravitacionales. https://scienceblogs.com/startswitha...l-lensing-show estas nos muestran que hay materia oscura, con masa positiva, que atrae la luz y la enfoca. No la repele, y la desenfoca, como haría una masa negativa.

    Un saludo
    Última edición por carroza; 11/12/2018 a las 12:15:36.

  8. 2 usuarios dan las gracias a carroza por este mensaje tan útil:

    Maq77 (11/12/2018),Richard R Richard (11/12/2018)

  9. #6
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    Predeterminado Re: Una teoría unificadora de la energía oscura y la materia oscura

    Discutiamos algo muy parecido a esto en:

    https://forum.lawebdefisica.com/threads/31545-Dudas-sobre-la-materia-oscura?highlight=maq77

    Alli proponía desde mis pocos conocimientos algo muy similar.

    Los argumentos para refutar mis propuestas fueron principalmente dos:

    A) Hay cargas positivas y negativas, hay polos magnéticos norte y sur, pero no podemos encontrar materia positiva y negativa. Solo podemos encontrar masas positivas

    B) No hay evidencia de Gravedad Repulsiva, solo atractiva.

    Y son exactamente los mismos puntos que no hacen posible la perfecta analogía entre "Electricidad-Magnetismo" y "Gravedad-Gravitomagnetismo"

    Esperaré a ver como evoluciona la discusión sobre el tema.

    Saludos.

  10. #7
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    Predeterminado Re: Una teoría unificadora de la energía oscura y la materia oscura

    Cita Escrito por Maq77 Ver mensaje
    Y son exactamente los mismos puntos que no hacen posible la perfecta analogía entre "Electricidad-Magnetismo" y "Gravedad-Gravitomagnetismo"
    En realidad, aunque existiera algún tipo de gravedad repulsiva entre diferentes signos de masa, o similar (y, esto un condicional muy grando) seguiría habiendo por lo menos dos diferencias enormes entre ambos tipos de interacciones:

    1. En electromagnetismo, el efecto de la interacción depende del cociente q/m, cuyo valor absoluto cambia mucho de una partícula a otra. En cambio, el cociente equivalente para la gravedad seria 1 en valor absoluto para todas las partículas. Este es el motivo por el que no se puede entender el electromagnetismo como otro tipo de curvatura; por lo menos no de forma directa.

    2. En electromagnetismo, dos cargas del mismo signo se repelen; dos de signos opuestos se atraen. En gravedad, si existieran masas negativas, esto seria al revés.

    Adicionalmente, recordad que lo que gravita no es la masa, sino toda la energía y momento (estrictamente, el tensor de energía impulso). Simplemente que a bajas velocidades la componente más importante de la energía es la energía en reposo (que depende de la masa), y por eso en la gravitación de Newton sólo aparece la masa. Pero eso es una aproximación.

    En resumen, aunque el artículo teórico que motiva este hile resulte ir en lo correcto (y, personalmente, no me parece probable; aunque una opisión personal no sirve de nada en Física), no es que tenga mucho que ver con tu idea (que tampoco era nueva), aunque a unos ojos interesados le puedan parecer similares.
    La única alternativo a ser Físico era ser etéreo.
    @lwdFisica

  11. 2 usuarios dan las gracias a pod por este mensaje tan útil:

    Jaime Rudas (12/12/2018),Maq77 (12/12/2018)

  12. #8
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    Predeterminado Re: Una teoría unificadora de la energía oscura y la materia oscura

    Gracias por participar ,

    Yo también observo que por un lado dicen que los efectos de la constante cosmológica son reemplazables por la creación de materia de masa negativa, pero sin embargo cuando plantean las ecuaciones de Einstein en la formula 11 ,

    R_{\mu\nu}-\dfrac12Rg_{\mu\nu}+\Lambda g_{\mu\nu}=\dfrac{8\pi G}{c^4}(T_{\mu\nu}+C_{\mu\nu})

    siguen incorporándola, aunque luego lo explican en la 16, restan sobre el tensor energía momento lo que contribuía la constante cosmológica, y siguen sumando la creación de energía que si bien es negativa , resta mas del tensor.

    R_{\mu\nu}-\dfrac12Rg_{\mu\nu}=\dfrac{8\pi G}{c^4}(T^+_{\mu\nu}+T^-_{\mu\nu}+C_{\mu\nu})

    Ahora bien si aplicamos una métrica como la de Schwarzchild tenemos que usar las mismas ecuaciones de Einstein que para la FRLW , no podemos tener una para un caso y otra para el otro,entonces para que la curva de rotación sea mas aplanada entiendo, tiene que haber mas masa positiva(o densidad de energía), no negativa , creo que es lo mismo que lo que aporta carroza, para que la velocidad aumente , T^++T^-+C tienen que ser mayores que con el uso de la constante cosmológica , no veo como la masa negativa incremente la densidad positiva, no se si fui claro al expresarme.

    Pero como en realidad como estoy intentando medir la velocidad dentro de un radio de donde hay densidad de materia y no en el vacío, no se si la solución de Schwarzchild es aplicable.
    Saludos \mathbb {R}^3

  13. El siguiente usuario da las gracias a Richard R Richard por este mensaje tan útil:

    Maq77 (12/12/2018)

  14. #9
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    Predeterminado Re: Una teoría unificadora de la energía oscura y la materia oscura

    Opinión de Francisco Villatoro:

    "...Proponer nuevas ideas en Cosmología parece muy fácil. Pero desde los 1970, la Cosmología Física es una teoría sobre las transiciones de fase a escala cósmica que han ocurrido en el Universo. Cualquier nueva idea cosmológica debe ser compatible con las diferentes transiciones de fases de las que tenemos evidencia observacional y experimental. Cualquier idea atractiva que no incluya un modelo microscópico que la soporte debe ser considerada pura literatura. Solo literatura, máxime si viene acompañada de una buena prosa. Por ello, el manuscrito de Farnes no ha recibido ninguna cita desde que se publicó en arXiv en diciembre de 2017. Ningún cosmólogo físico lo citará, aunque otros colegas astrofísicos acabarán haciéndolo para aprovechar el eco mediático que ha recibido. Hoy es 28 de diciembre, día de inocentadas en España. No seas inocente ..."

    Leído en: La amenaza fantasma cuando el imperio (de la materia con masa negativa) contraataca

    Saludos.
    "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch!"

  15. #10
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    Predeterminado Re: Una teoría unificadora de la energía oscura y la materia oscura

    Después de pensarlo un tiempo el punto principal no resiste ni el análisis de la conservación de la energía. Si bien la densidad de energía negativa es constante, como el volumen del universo se incrementa la energía total negativa ira aumentando, es decir el universo pierde energía a cada instante y de ello no hay observaciones.
    Y como creo interpretar a carroza, las lentes gravitacionales de materia oscura deberían ser divergentes, no convergentes como se las observa en los anillos de Einstein , de hecho so fueran divergentes no seria observable lo que hay detrás de ellas.

    El artículo esta siendo jalado negativamente "to the dark side of the science"
    Última edición por Richard R Richard; 29/12/2018 a las 21:27:59.
    Saludos \mathbb {R}^3

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