El modelo cosmológico actual sólo funciona postulando la existencia de la materia oscura, una sustancia que nunca se ha detectado, pero que supuestamente constituye aproximadamente el 25% de todo el universo. Pero una sencilla prueba sugiere que la materia oscura no existe en realidad. Si existiera, cabría esperar que las galaxias más ligeras que orbitan alrededor de las más pesadas serían ralentizadas por las partículas de materia oscura, pero no detectamos tal ralentización. Varias otras pruebas observacionales apoyan esta conclusión: la materia oscura no existe. Las implicaciones de esto son nada menos que una revisión de la teoría de la gravitación de Einstein. Por qué la comunidad científica niega la falsificación del modelo de la materia oscura es una cuestión que requiere una explicación tanto sociológica como filosófica, argumenta Pavel Kroupa.

En la actualidad los astrónomos y los físicos entienden el universo observado en términos de un modelo en el que la materia normal que vemos a nuestro alrededor en forma de átomos constituye sólo el 5% de toda la energía que hay en él. Aproximadamente el 20% está formado por partículas exóticas de materia oscura y cerca del 75% por energía oscura aún más exótica. Este modelo basado en la materia oscura (por cada gramo de materia normal hay 25 gramos de exótica materia oscura) tiene unos veinte años de antigüedad, pero la fuerte creencia de la comunidad científica de que la materia oscura existe se remonta treinta años atrás.

Sin materia oscura, el modelo cosmológico actual se descompone. Dado que el modelo se basa en la gravitación einsteniana para que sea válido, también significa que necesitamos encontrar una teoría diferente de la gravitación.

Las numerosas búsquedas de pruebas de la existencia de partículas de materia oscura, que se llevan a cabo en todo el mundo desde hace al menos 30 años, no han dado resultado y, sin embargo, hoy los científicos están más convencidos que nunca de que la materia oscura gobierna el Universo. Esta materia oscura puede ser partículas “difusas” extremadamente ligeras que se extienden a lo largo de miles de años luz, o puede estar formada por partículas más pesadas, como las “partículas masivas de interacción débil” [WIMPS en sus siglas en inglés], o incluso agujeros negros primordiales formados a partir de procesos físicos exóticos durante el Big Bang.

La teoría de la materia oscura no hace ninguna predicción sobre lo que deberían ser las partículas y lo que hay que buscar, por lo que un gran número de científicos que la buscan con laboratorios y experimentos en las profundidades de la tierra, en las regiones polares o en el espacio y en todos los países intentan demostrar la existencia de las partículas de materia oscura para conseguir el Premio Nobel. Cada año se gastan muchas decenas de millones de dólares de los contribuyentes en esta búsqueda.

Pero hay una prueba sencilla que estos científicos están ignorando y que ya ha sido aplicada y que ya nos ha demostrado que la materia oscura no existe. Esta prueba se remonta a Subrahmanyan Chandrasekhar quien, en 1943, demostró que un cuerpo masivo — por ejemplo, una galaxia enana — que se mueve a través de un fondo de partículas de masa comparativamente baja — como las partículas de materia oscura — experimentará una reducción de velocidad Este proceso de fricción dinámica de Chandrasekhar se conoce perfectamente. Es el mismo mecanismo físico por el que, cuando nuestras naves espaciales son lanzadas a reinos distantes del Sistema Solar pasando primero cerca de un planeta en el Sistema Solar interior — por ejemplo, Venus — el planeta se ralentiza un poco después del encuentro mientras que la sonda, comparativamente ligera, es catapultada, por ejemplo, hacia Plutón. Una galaxia satélite lanza miríadas de partículas de materia oscura hacia regiones más lejanas alrededor de la galaxia principal y así se ralentiza y se hunde hacia la galaxia principal hasta fusionarse con ella.

Hay una prueba sencilla que estos científicos están ignorando y que ya se ha aplicado y nos dice que la materia oscura no existe.

Las grandes estructuras del Universo no acusan la presencia de “materia oscura”

Pero, cuando mis colaboradores, estudiantes y yo hemos comparado una serie de sistemas de galaxias observados a los cálculos de la fricción dinámica de Chandrasekhar que esperaríamos ver si existiera la materia oscura, resulta que la desaceleración no aparece en los datos observados en todos y cada uno de los casos. Hemos estudiado los movimientos de las galaxias satélites alrededor de nuestra propia Vía Láctea a distancias de cien mil años luz, los movimientos de galaxias a unos pocos millones de años luz de distancia entre sí, y también hemos comprobado la rapidez con la que giran las barras de las galaxias espirales, y ninguno de estos sistemas muestra evidencias de partículas de materia oscura. Las galaxias se comportan como si estuvieran desnudas, es decir, como si no poseyeran los enormes y masivos halos de partículas de materia oscura que la teoría predice. En lugar de observar la ralentización de las galaxias por la fricción dinámica de Chandrasekhar, vemos una aceleración a medida que las galaxias caen una hacia la otra. Esto es lo mismo que cuando dos estrellas caen una hacia la otra en un cúmulo estelar. Se aceleran hasta que pasan una al lado de la otra y entonces vuelven a alejarse la una de la otra.

Un modelo cosmológico inválido

Así lo hemos establecido en varias publicaciones de investigación científica durante la última década [1,2]. Las implicaciones de estos hallazgos son que los modelos del universo basados en la materia oscura no son descripciones válidas del Universo real. Sin materia oscura, el modelo cosmológico actual se rompe. Dado que el modelo se basa en la gravitación einsteniana para ser válido, esto también significa que tenemos que encontrar una teoría diferente de la gravitación. Pero esto cambiaría toda la dinámica del universo, su ritmo de expansión y, al haberse falseado rigurosamente la existencia de la materia oscura, tampoco tiene sentido considerar que la energía oscura sea relevante.

Las galaxias se comportan como si estuvieran desnudas, es decir, como si no poseyeran los enormes y masivos halos de partículas de materia oscura que la teoría predice.

Las implicaciones para la física teórica son inmensas y por eso es necesario duplicar, triplicar e incluso cuadruplicar la comprobación de que la falsación de la materia oscura es verdaderamente correcta. De hecho, los modelos de formación y evolución de galaxias basados en la materia oscura ya fueron demostrados como falsos en 2012 [3]. Una razón de peso para rechazar los modelos de materia oscura es la observación de que las galaxias satélite suelen orbitar alrededor de sus galaxias anfitrionas en vastos discos de satélites, parecido a cómo los planetas orbitan alrededor del Sol en un solo plano, mientras que, según los modelos de materia oscura, deberían orbitar en todas las direcciones posibles [4,5].

Las nuevas pruebas mencionadas confirman el rechazo de los modelos de materia oscura con una confianza abrumadora. Sin embargo, para estar completa y totalmente seguros de que los modelos basados en la materia oscura no explican el Universo real, se han realizado aún más pruebas. Esto es necesario, también porque la comunidad investigadora ha ignorado en gran medida estas falsaciones, ha estado otorgando muchos premios de investigación importantes sobre el trabajo en materia oscura, e incluso ha estado tratando activamente de desalentar a los jóvenes investigadores para que sigan las implicaciones de estas falsaciones mientras que, al mismo tiempo, las solicitudes de dinero de investigación para estudiar la explicación alternativa más exitosa, la gravitación milgromiana (MOND), están siendo rechazadas en gran medida.

Pruebas empíricas irrefutables

Recientemente se han publicado otras tres pruebas muy importantes de los modelos basados en la materia oscura:

                                                   Cúmulo de galaxias de El Gordo

(A) Una de las pruebas se basa en la rapidez con la que un universo lleno de materia oscura puede formar cúmulos de galaxias extremadamente masivos que también se penetran entre sí. El cúmulo de galaxias de El Gordo es inmensamente pesado, pesa mil veces la masa de la Vía Láctea y Andrómeda juntas. Este cúmulo se compone en realidad de dos cúmulos de este tipo que se han formado y transgredido mutuamente en una época en la que el Universo tenía sólo la mitad de su edad actual. Pues resulta que los modelos basados en la materia oscura no pueden, bajo ninguna circunstancia, explicar el crecimiento de cúmulos tan masivos y que además caigan uno a través del otro en esa época, demostrando como rigurosamente falsos los modelos basados en la materia oscura [6].

(B) Los astrónomos también han descubierto que el Universo local se expande más rápidamente que el Universo lejano. Este problema, conocido como la Tensión de Hubble, ha desencadenado muchas conferencias concurrentes y textos enormemente largos escritos por cientos de científicos en los que se discuten y explican todas las posibles soluciones. Se están desarrollando modelos muy exóticos basados en la materia oscura, con procesos adicionales que se especula que actúan sobre la materia oscura (por ejemplo, que la materia oscura podría estar decayendo o que podría haber fotones oscuros) o que la energía oscura tiene algún comportamiento temporal complejo o múltiples formas oscuras. Lo impresionante es que esta vasta comunidad de expertos, que incluye o está dirigida por científicos galardonados con premios importantes, ignora por completo la solución obvia a la Tensión de Hubble: estamos en una región que abarca más de mil millones de años luz y que contiene dos veces menos galaxias de las que debería haber. Las galaxias en este vacío caen hacia sus lados (como las manzanas que caen al suelo), por lo que observamos un Universo Local que se expande aparentemente más rápido. Mientras que este “vacío KBC” explica naturalmente la tensión de Hubble, el vacío KBC es totalmente incompatible con los modelos basados en la materia oscura, ya que éstos constituyen un modelo de universo homogéneo e isótropo a escalas superiores a unas decenas de millones de años luz [7].

(C) Otra prueba de los modelos de materia oscura consiste en comparar el grosor de las galaxias con las observadas en el Universo real, en el que más del 90% de todas las galaxias son galaxias espirales muy delgadas o de disco. En los modelos de materia oscura, las galaxias crecen a lo largo del tiempo sobre todo al fusionarse con otras galaxias. Estos choques de galaxias suelen destruir estos discos delgados. Nuestro sofisticado análisis de miles de galaxias observadas muestra que los modelos basados en la materia oscura son totalmente incompatibles con el Universo real, ya que el modelo produce galaxias que suelen ser demasiado redondas en comparación con las profusas galaxias de disco fino del Universo real [8]. Otros problemas entre el Universo real y los modelos de materia oscura incluyen que se han observado galaxias masivas en una época temprana en la que aún no deberían existir [9], que las observaciones modernas nos dicen que hay polvo entre las galaxias, lo que desafía la interpretación del fondo cósmico de microondas como la fotosfera del Big Bang caliente [10] y que el fondo cósmico de microondas tiene características en él que son incompatibles con un origen inflacionario, sugieren que el Universo está estructurado a todas las escalas [11] (tal vez como un fractal) de manera que puede ser comprensible en términos de emisión de polvo y no de un Big Bang caliente.

El dogma y el ego científico

De lo anterior se desprenden tres implicaciones:

(a) La teoría cosmológica moderna está totalmente equivocada y necesitamos desarrollar una nueva teoría basada en MOND. MOND es una teoría moderna no relativista de la gravitación que amplía la de Newton incorporando datos de las galaxias que no estaban disponibles ni para Newton ni para Einstein, quienes tuvieron que basar sus deducciones en datos limitados únicamente al Sistema Solar. Todas las predicciones realizadas hace 40 años por Mordehai Milgrom en los documentos fundacionales [12,13,14] han sido verificadas, y en Praga y Bonn estamos realizando (con Nils Wittenburg y Nick Samaras) los primeros cálculos cosmológicos completos con formación estelar de un universo MOND. MOND proviene de una simple simetría de escala espacio-temporal [15] y puede ser una consecuencia del vacío cuántico [16], abriendo un posible camino hacia la unificación de la gravitación con la física de partículas del modelo estándar. Se acaba de publicar una importante revisión reciente para profundizar en el tema [17].

   Todos hablan de ella y nadie sabe lo que es. Lo que nos puede llevar a pensar…. ¡Que no existe!

Necesitamos entender científicamente por qué el modelo basado en la materia oscura, que es la teoría física más falsificada de la historia de la humanidad, sigue siendo considerado religiosamente cierto por la gran mayoría de los científicos modernos de alto nivel educativo.

(b) Tenemos que entender científicamente por qué el modelo basado en la materia oscura, siendo la teoría física más falsificada de la historia de la humanidad, sigue siendo creído religiosamente como verdadero por la gran mayoría de los científicos modernos de alto nivel educativo. Esto es un problema para las ciencias sociológicas y filosóficas y sugiere una ruptura del método científico [18].

(c) ¿Qué papel desempeña la fijación moderna por el dinero, los premios y las recompensas en el estancamiento sin parangón de la física? ¿El ‘homo cosmologicus’ moderno sólo quiere premios y recompensas, en lugar de avanzar en nuestra comprensión del cosmos físico?

El Confidencial

Referencias

[1] “Galaxias como sistemas dinámicos simples: los datos observacionales desfavorecen la materia oscura y la formación estelar estocástica” Kroupa, P., 2015CaJPh..93..169K

[2] “Las barras de galaxias rápidas siguen desafiando la cosmología estándar” Roshan, M. et al., 2021MNRAS.508..926R

[3] “La crisis de la materia oscura: Falsificación del actual modelo estándar de la cosmología” Kroupa, P., 2012PASA…29..395K

[4] “Correlación fase-espacio entre sistemas de galaxias satélites” Pawlowski, M., 2021Galax…9…66P

[5] “¿Están los discos de satélites formados por galaxias enanas de marea?” Bilek, M., et al., 2021Galax…9..100B

[6] “Un golpe masivo para la ΛCDM – el elevado desplazamiento al rojo, la masa y la velocidad de colisión del cúmulo de galaxias en interacción El Gordo contradice la cosmología de la concordancia” Asencio, E. et al., 2021MNRAS.500.5249A

[7] “El vacío KBC y la tensión de Hubble contradicen la ΛCDM a escala de Gpc – la dinámica milgromiana como posible solución” Haslbauer, M. et al., 2020MNRAS.499.2845H

[8] “La alta fracción de galaxias de disco delgado continúa desafiando la cosmología de ΛCDM” Haslbauer, M., et al., 2022ApJ…925..183H

[9] “La imposibilidad del problema de las galaxias tempranas” Steinhardt, C.L., et al., 2016ApJ…824…21S

[10] “La opacidad del universo y CMB” Vavrycuk, V., 2018MNRAS.478..283V

[11] “Anomalías del CMB después de Planck” Schwarz, D., et al., 2016CQGra..33r4001S

[12] “Una modificación de la dinámica newtoniana como posible alternativa a la hipótesis de la masa oculta” Milgrom, M., 1983ApJ…270..365M

[13] “Una modificación de la dinámica newtoniana – Implicaciones para las galaxias“. Milgrom, M., 1983ApJ…270..371M

[14] “Una modificación de la dinámica newtoniana : implicaciones para los sistemas de galaxias“. Milgrom, M., 1983ApJ…270..384M

[15] “El límite de Mond a partir de la invariancia de escala del espaciotiempo” Milgrom, M., 2009ApJ…698.1630M

[16] “La dinámica modificada como efecto del vacío” Milgrom, M., 1999PhLA..253..273M

[17] “De las barras galácticas a la tensión de Hubble: Weighing Up the Astrophysical Evidence for Milgromian Gravity” Banik, I. and Zhao, H.S., 2022Symm…14.1331B

[18] “A Philosophical Approach to MOND: Assessing the Milgromian Research Program in Cosmology” Merritt, D., 2020, Cambridge University Press, ISBN: 9781108492690, 2020

Parece que la “materia oscura” se desvanece : Blog de Emilio

Pavel Kroupa es profesor de astrofísica en la Universidad de Bonn, Alemania, donde dirige el grupo de investigación sobre poblaciones y dinámicas de estrellas. Su trabajo está concentrado en la naturaleza de la materia oscura y la dinámica planetaria, estelar y galáctica, y la formación y evolución de galaxias en la dinámica milgroniana.