2023-12-18-editorial
18 de febrero de 2023.
**¿Por qué la cosmología, la astrofísica y la física teórica están estancadas desde hace 50 años?
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El "modelo estándar actual" solo funciona gracias a dos ingredientes: la materia oscura y la energía oscura. La materia oscura, de masa positiva, tiene la función de garantizar el confinamiento de las galaxias y los cúmulos de galaxias, de explicar la forma plana de sus curvas de rotación, de manera totalmente ad hoc. En efecto, ¿cómo se determina su distribución en el espacio? Simplemente haciendo que ésta reproduzca esas curvas de rotación. Se han gastado millones, en todos lados, para tratar de capturarla, en minas, túneles, en el espacio. Miles de artículos han sido publicados, en estas revistas de alto nivel, que son tantas especulaciones sobre su naturaleza. En vano. Se ha intentado capturar al candidato considerado como el más probable, el neutralino, en un kilo de xenón, luego diez, luego cien, luego una tonelada, varias toneladas.
No hay más neutralino que mantequilla en un cajón.
Se le ha atribuido a la energía oscura un valor de energía positiva y una presión negativa, lo cual puede parecer paradójico dado que una presión (escalar) es, ante todo, una densidad volumétrica de energía. La ley de expansión del universo se deduce de una solución de la ecuación de campo de Einstein. La "fuente" de esta dinámica se encuentra en el segundo miembro. Es una densidad volumétrica de energía rho c^2. Por lo tanto, se encuentran dos términos. Primero, aquel que traduce la acción de la masa, de acuerdo con la famosa relación de Einstein E = mc^2. El otro término es la presión. Todo esto es homogéneo, se mide en julios por metro cúbico.
¿De qué término se trata? En la fase de materia, es la densidad volumétrica de energía cinética de las masas que componen el universo, según la ecuación de estado:
En la era radiativa, además de la densidad volumétrica de energía de los fotones: h nu, multiplicado por el número de fotones por metro cúbico, tenemos la presión de radiación, correspondiente a la relación siguiente, equivalente a "una ecuación de estado del gas de fotones":
De acuerdo con la ecuación de Einstein, base de la Relatividad General:
Una presión positiva es sinónimo de desaceleración del movimiento de expansión
Por el contrario, para poder explicar un movimiento de aceleración de la expansión cósmica, es necesario tener algo que esté asociado a una presión negativa.
Si consideramos que esta presión vinculada a la energía oscura es una densidad volumétrica de energía, esto llevaría a concluir a la existencia de estados de energía negativa (véase los trabajos de Nathalie Debergh).
Pero los evitamos, mediante un truco de magia, dotando a este nuevo componente, de naturaleza desconocida, de una "ecuación de estado":
La elección w = -1 (que nada justifica) permite obtener una densidad volumétrica equivalente, en kilogramos por metro cúbico, positiva. Esto permite entonces completar el círculo que describe el contenido del universo en masas observadas, en masa no observada, positiva, la de la materia oscura, a la que se añade en "equivalente-materia", que representa (en kilogramos por metro cúbico) un misterioso poder repulsivo del vacío, asociado a la constante cosmológica Lambda.
En el modelo Janus, se interpreta lo que provoca la aceleración de la expansión cósmica como la suma de dos términos:
-
La densidad de energía (negativa) asociada a la masa, según E = m c^2, con E y m negativos.
-
Una presión negativa, considerada como densidad de energía negativa asociada a la energía cinética, negativa, de estas mismas partículas.
Existe entonces una diferencia fundamental entre estas dos interpretaciones. Como la constante cosmológica es, como su nombre lo indica, invariante con el tiempo, corresponde a un misterioso poder repulsivo del vacío que entonces se encuentra asociado a una densidad de energía constante, insensible al movimiento de expansión y a la disminución de la densidad, vinculada a la expansión. Si a es el "factor de escala", que evoca la "tamaño del universo", toda densidad de algo variará, en principio, en 1/a^3.
El corolario es que el universo, impulsado así por la presión negativa, constante, asociada a la hipotética "energía del vacío", se expande entonces según una ley exponencial en función del tiempo.
En el modelo Janus en la era de materia, la dinámica de la expansión se atribuye al contenido mayoritario en masa negativa: Esta masa negativa asume entonces los dos roles: el jugado por la materia oscura y el jugado por la energía oscura. Esta densidad de energía disminuye entonces en 1/(a^3). El futuro del universo es entonces diferente. Privado de este motor con el paso del tiempo, su expansión se vuelve entonces casi lineal, tiende hacia una asíntota.
Estas dos maneras de ver las cosas merecerían ser puestas en perspectiva. Habíamos compuesto un artículo, muy estructurado, primero enviado a Physical Review D en noviembre 2022. Rechazo inmediato, sin envío a referee, con la única mención "non suitable" ("no es adecuado"). Segunda entrega, a Astrophysical Journal. Lo mismo, el 12 de febrero de 2023, con también un rechazo a la entrega a un referee. Leerá los contenidos de estos mensajes de respuesta anteriores al artículo.
**Versión
inglesa. **
*En realidad, las revistas rechazan sistemáticamente la entrega de nuestros artículos a referees, desde hace cinco años. Por lo tanto, ha habido una docena de rechazos. *
Esto marca un fallo fundamental en el sistema de publicaciones científicas. Sin embargo, estas siguen abiertas a la especulación. Se pueden citar dos ejemplos. Para Physical Review D, citamos un artículo donde esta figura de la cosmología francesa que es Aurélien Barrau (note la riqueza notable de su página en Wikipedia) figura como coautor
[En Physical Review D, 2019](artículo
Barrau)
¿Qué propone los autores del artículo? Un modelo donde la materia oscura podría constituir la "reliquia" de colisiones entre "mini agujeros negros", situados "en la época de Planck", es decir, en el estado más remoto del universo (inaccesible a cualquier observación). "Mini agujeros negros" hipotéticos. Traduzcamos el título:
- **La materia oscura como reliquia de la época planckiana, sin demasiadas hipótesis exóticas **(...). *
Pruebas sugeridas, frente a posibles datos observacionales: nada. Una ilustración perfecta de la frase del matemático Jean-Marie Souriau:
*- Un físico sin experiencia y una matemática sin rigor.
En cuanto a la energía oscura, la comunidad científica está en conmoción desde la publicación en Astrophysical Journal y Astrophysical Letters de dos artículos.
El
primero.** El
segundo. ****Un
bloguero científico da aquí su comentario**.
Para simplificar, en la página del bloguero, escuche su comentario vocal.
¿De qué se trata?
Se ha visto que el propio de esta energía oscura es presentarse como un componente de densidad volumétrica constante, insensible al fenómeno de expansión cósmica. Consider...